20.15 : Flexión asimétrica: ángulo del eje neutro

La flexión asimétrica ocurre cuando un miembro estructural está sujeto a momentos de flexión en un plano que no se alinea con los ejes principales del miembro. Este escenario suele surgir en vigas y otros componentes estructurales cuando se aplican cargas en ángulos no ideales, lo que introduce complejidades en el análisis de tensiones.

Cuando se aplica un momento flector en un ángulo θ con respecto al eje vertical de un miembro simétrico, se puede descomponer en componentes a lo largo de los ejes centroidales principales del miembro. La distribución de tensiones resultante de cada componente se puede calcular por separado y luego combinarse utilizando el principio de superposición, analizado en una lección anterior. Las tensiones se distribuyen linealmente a lo largo del miembro, y las tensiones máximas y mínimas se producen en los puntos más alejados del eje neutro, donde la tensión es igual a cero.

El eje neutro es donde el esfuerzo de flexión es cero. Sigue una línea recta cuya orientación puede determinarse por la relación entre el ángulo de la carga aplicada y los momentos de inercia del miembro alrededor de sus ejes. De estos momentos de inercia depende el ángulo ϕ que forma el eje neutro con el eje vertical. Si el momento de inercia a lo largo del eje vertical es mayor que a lo largo del eje horizontal, ϕ será mayor que θ, lo que indica que el eje neutro gira en proporción a las propiedades de inercia anisotrópicas del miembro.