La flexión plástica [1] es un comportamiento no lineal particular de los elementos hechos de materiales dúctiles que frecuentemente logran una resistencia a la flexión última mucho mayor que la indicada por un análisis de flexión elástica lineal. En los análisis de flexión tanto plástica como elástica de una viga recta, se supone que la distribución de la deformación es lineal alrededor del eje neutro (las secciones planas permanecen planas). En un análisis elástico, esta suposición conduce a una distribución de tensión lineal, pero en un análisis plástico la distribución de tensión resultante no es lineal y depende del material de la viga.
La resistencia a la flexión del plástico limitante(ver Momento plástico ) generalmente se puede considerar como un límite superior para 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. Un rayo puede fallar debido a la inestabilidad global o local antesse alcanza en cualquier punto de su longitud. Por lo tanto, las vigas también deben verificarse en busca de modos de falla de pandeo local, mutilación 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 incompatibilidad 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 los materiales de trabajo en el rango de plástico pueden conducir a una deformación permanente de la estructura, pueden ser necesarios análisis adicionales en la carga límite para asegurar que no ocurran 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. La distribución de carga interna asociada con la forma deformada y la rigidez debe usarse para los cálculos.
La flexión del plástico comienza cuando un momento aplicado hace que las fibras externas de una sección transversal excedan el límite elástico del material. Cargado solo por un momento, los esfuerzos de flexión máximos ocurren en las fibras externas de una sección transversal. La sección transversal no cederá linealmente a través de la sección. Más bien, las regiones externas cederán primero, redistribuyendo la tensión y retrasando la falla más allá de lo que se predeciría mediante métodos analíticos elásticos. La distribución de la tensión 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 suficientemente alta de flexión de plástico, actúa como una bisagra de plástico .
La teoría de flexión elástica elemental 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 lugar entre el rendimiento y la resistencia última 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 pronosticada ocurre cuando la distribución de la tensión se aproxima a la curva tensión-deformación del material. El mayor valor es el de la máxima resistencia. 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 del esfuerzo de flexión a través de la sección transversal. A partir de esto y de los supuestos adicionales anteriores, se hacen predicciones de deflexiones y resistencia a fallas .
La teoría plástica fue validada alrededor de 1908 por C. v. Bach. [2]