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sábado, 15 de noviembre de 2008

Christian Otto Mohr

Christian Otto Mohr (8 de octubre de 1835, Wesselburen - † 2 de octubre de 1918, Dresde) fue un ingeniero civil alemán, uno de los más celebrados del siglo XIX.


Vida

Mohr perteneció a una familia terrateniente de Wesselburen en la región de Holstein y estudió en la Escuela Politécnica de Hanóver.

En los inicios de 1855, durante su vida laboral temprana estuvo trabajando en el diseño de vías de ferrocarriles para las vías de los estados de Hanóver y Oldenburg, diseñando algunos puentes famosos y creando algunas de las primeras armaduras de acero.

Aún en sus primeros años construyendo vías de tren, Mohr se sentía muy interesado por las teorías de mecánica y la resistencia de materiales y en 1867, se hizo profesor de mecánica en el Politécnico de Stuttgart y en 1873 en el Politécnico de Dresden. Mohr tenía un estilo directo y sencillo que era muy popular entre sus estudiantes.

Logros científicos

En 1874, Mohr formalizó, la hasta entonces solo intuitiva, idea de una estructura estáticamente indeterminada.

Mohr fue un entusiasta de las herramientas gráficas y desarrolló un método para representar visualmente tensiones en tres dimensiones, previamente propuesto por Carl Culmann. En 1882, desarrolló el método gráfico en dos dimensiones para el análisis de tensión conocido como círculo de Mohr y lo usó para proponer la nueva teoría de resistencia de materiales, basada en el esfuerzo cortante. También desarrolló el diagrama Williot-Mohr para el desplazamiento de armaduras y la teoría de Maxwell-Mohr para el análisis de estructuras estáticamente indeterminadas.

Se retiró en 1900 y murió en Dresden en 1918.

Círculo de Mohr

No os podeis imaginar el trabajo de calculo que ahorra este sistema a la hora de calcular las acciones que tienen lugar sobre un solido deformable un un problema de elasticidad lineal.

Aqui os dejo su funcionamiento:

El círculo de Mohr es una técnica usada en ingeniería para representar gráficamente un tensor simétrico (de 2x2 o de 3x3) y calcular con ella momentos de inercia, deformaciones y tensiones, adaptando los mismos a las características de un círculo (radio, centro, etc). También es posible el cálculo del esfuerzo cortante máximo absoluto y la deformación máxima absoluta.

Este método fue desarrollado hacia 1882 por el ingeniero civil alemán Christian Otto Mohr (1835-1918).

Círculo de Mohr para esfuerzos

Caso bidimensional Círculo de Mohr para esfuerzos.


Círculo de Mohr para esfuerzos.

En dos dimensiones el círculo de Mohr permite determinar la tensión máxima y mínima, a partir de dos mediciones de la tensión normal y tangencial sobre dos ángulos que forman 90º:

\begin{cases} \mbox{medida 1} & (\sigma_x, \tau) \\ \mbox{medida 2} & (\sigma_y, -\tau) \end{cases}

NOTA: El eje vertical se encuentra invertido, por lo que esfuerzos positivos van hacia abajo y esfuerzos negativos se ubican en la parte superior.

Usando ejes rectangulares, donde el eje horizontal representa la tensión normal \left( \sigma \right) y el eje vertical representa la tensión cortante o tangencial \left( \tau \right) para cada uno de los planos anteriores. Los valores del círculo quedan representados de la siguiente manera:

 C:= (\sigma\ _\mbox{med},0) = \left(\frac {\sigma\ _x + \sigma\ _y} {2}, 0\right)

  • Radio del círculo de Mohr:

r:= \sqrt{ \left ( \frac { \sigma\ _x - \sigma\ _y } { 2 } \right ) ^2 + \tau\ ^2_{xy} }

Las tensiones máxima y mínima vienen dados en términos de esas magnitudes simplemente por:

\sigma_\mbox{max} = \sigma_\mbox{med} + r \qquad \sigma_\mbox{min} = \sigma_\mbox{med} - r

Estos valores se pueden obtener también calculando los valores propios del tensor tensión que en este caso viene dado por:

\mathbf{T}\vert_{x,y} = \begin{bmatrix} \sigma_x & \tau \\ \tau & \sigma_y \end{bmatrix}

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