La flexión plástica [1] es un comportamiento no lineal particular de miembros hechos de materiales dúctiles que frecuentemente alcanzan una resistencia última a la flexión mucho mayor que la indicada por un análisis de flexión elástico lineal. Tanto en el análisis de flexión plástica como elástica de una viga recta, se supone que la distribución de deformaciones es lineal alrededor del eje neutro (las secciones planas permanecen planas). En un análisis elástico, esta suposición conduce a una distribución de tensiones lineal, pero en un análisis plástico la distribución de tensiones resultante no es lineal y depende del material de la viga.
La resistencia límite a la flexión plástica (consulte Momento plástico ) generalmente se puede considerar como un límite superior a la capacidad de carga de una viga, ya que solo representa la resistencia en una sección transversal particular y no la capacidad de carga de la viga en general. Una viga puede fallar debido a una inestabilidad global o local antes de alcanzar cualquier punto de su longitud. Por lo tanto, las vigas también deben verificarse para detectar modos de falla de pandeo local, deformación local y pandeo lateral-torsional global.
Nótese que las deflexiones necesarias para desarrollar las tensiones indicadas en un análisis plástico son generalmente excesivas, frecuentemente hasta el punto de ser incompatibles con la función de la estructura. Por lo tanto, es posible que se requiera un análisis por separado para garantizar que no se excedan los límites de deflexión de diseño. Además, dado que trabajar con materiales en la gama plástica puede provocar una deformación permanente de la estructura, es posible que se requieran análisis adicionales en la carga límite para garantizar que no se produzcan deformaciones permanentes perjudiciales. Las grandes deflexiones y cambios de rigidez generalmente asociados con la flexión plástica pueden cambiar significativamente la distribución de carga interna, particularmente en vigas estáticamente indeterminadas. Para los cálculos se debe utilizar la distribución de carga interna asociada con la forma deformada y la rigidez.
La flexión del plástico comienza cuando un momento aplicado hace que las fibras exteriores de una sección transversal excedan el límite elástico del material. Cargadas sólo por un momento, las tensiones máximas de flexión se producen en las fibras exteriores de una sección transversal. La sección transversal no cederá linealmente a través de la sección. Más bien, las regiones externas cederán primero, redistribuyendo el estrés y retrasando el fracaso más allá de lo que se predeciría mediante métodos analíticos elásticos. La distribución de tensiones desde el eje neutro es la misma que la forma de la curva tensión-deformación del material (esto supone una sección transversal no compuesta). Una vez que una sección transversal alcanza una condición de flexión plástica suficientemente alta, actúa como una bisagra de plástico .
La teoría elemental de flexión elástica requiere que la tensión de flexión varíe linealmente con la distancia desde el eje neutro , pero la flexión plástica muestra una distribución de tensión más precisa y compleja. Las áreas cedidas de la sección transversal variarán en algún punto entre el rendimiento y la resistencia máxima del material. En la región elástica de la sección transversal, la distribución de tensiones varía linealmente desde el eje neutro hasta el comienzo del área cedida. La falla prevista ocurre cuando la distribución de tensiones se aproxima a la curva tensión-deformación del material. El valor más grande es el de la fuerza máxima. No todas las áreas de la sección transversal habrán excedido el límite elástico.
Como en la teoría básica de flexión elástica, el momento en cualquier sección es igual a una integral de área de la tensión de flexión a través de la sección transversal. A partir de este y de los supuestos adicionales anteriores, se hacen predicciones de deflexiones y resistencia a la falla.
La teoría plástica fue validada hacia 1908 por C. v. Bach. [2]
