El índice de Tsai-Wu dice CUÁNDO falla la pieza. No dice CÓMO. En esta capacitación técnica aplicamos los criterios de falla de Tsai-Wu y de Hashin al poste de PRFV de 12 m × 300 daN (continuación del video de cálculo estructural del mismo poste) y mostramos por qué, en estructuras tubulares fabricadas por enrollamiento filamentario, esa diferencia cambia la decisión de diseño.

Lo que vas a ver:

• Cómo los esfuerzos combinados (flexión, cortante, normal y torsión) se convierten en tensiones σ1, σ2 y τ12 en cada capa (micromecánica + teoría clásica de laminados)

• Por qué von Mises y Tresca dan una falsa seguridad en compuestos (FS ≈ 8,6 frente a un R real ≈ 1,92)

• Tsai-Wu: un índice global e interactivo, fácil de programar — y su limitación

• Hashin (1980): cuatro modos físicos — fibra/matriz, tracción/compresión

• Envolventes de la lámina y del laminado, mapa del índice a lo largo de la altura y alrededor del tubo

• Falla progresiva (descarte de lámina) hasta el colapso y comparación con el pandeo local

Resultados del caso de estudio (sección crítica a 0,4 m del suelo, carga nominal):

• Tsai-Wu: R = 1,86 → índice FS/R = 0,808 con FS = 1,5 (cumple)

• Hashin: primera falla = fisura de matriz por tracción en la capa circunferencial ±88°, R = 1,92

• Rotura de fibra (capas ±15°): ≈ 9,3× la carga nominal

• Pandeo local de la pared: 6,13× · colapso progresivo: 8,82×

La matriz avisa; la pared y la fibra deciden.

Capítulos

0:00 Apertura: ¿el poste falla? ¿Cómo falla?

0:50 guiFW respondió 1,027. Pero ¿qué se rompió?

1:23 Esfuerzos combinados en la base del poste

1:56 Del tubo a la lámina: σ1, σ2, τ12

2:34 Por qué von Mises da una falsa seguridad

3:06 Criterio de Tsai-Wu

3:44 Criterio de Hashin: cuatro modos de falla

4:12 Envolventes de la lámina: elipse frente a cuatro fronteras

4:45 Caso de estudio: sección crítica, capa por capa

5:13 Dónde falla: a lo largo de la altura y alrededor del tubo

5:36 Falla progresiva: de la primera fisura al colapso

6:12 La lección principal

6:34 Envolventes del laminado en el plano σx–τxθ

7:01 Decisiones de diseño que retrasan la fisura

7:34 ¿Y en guiFW?

8:02 Checklist del proyectista

Código del video (Python): micromecánica, CLT, esfuerzos, Tsai-Wu, Hashin, falla progresiva, envolventes y gráficos — salida en JSON, CSV y memoria de cálculo.

Referencias

• Tsai, S. W.; Wu, E. M. A general theory of strength for anisotropic materials. J. Composite Materials, 1971.

• Hashin, Z. Failure criteria for unidirectional fiber composites. J. Applied Mechanics, 1980.

• Ensayos de resistencia: ASTM D3039, D6641, D3518, D2290.

Los valores de material y de carga son de ejemplo. Para un proyecto real usa las resistencias medidas en tu material y en tu proceso.

guiFW — software de enrollamiento filamentario y G-code: https://guifw.com

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