Teorías y Criterios de Fallas por Cargas Estáticas., Esquemas y mapas conceptuales de Diseño de Máquinas

¡Descarga Teorías y Criterios de Fallas por Cargas Estáticas. y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Diseño de Máquinas solo en Docsity!

Diseño

Mecánico

Unidad 2.

Teorías y Criterios de Fallas por

Cargas Estáticas.

Cargas

Estáticas

-^ Una carga estática es una fuerza estacionaria o un par de torsión que seaplica a un elemento. Para ser estacionaria, la fuerza o el par de torsiónno deben cambiar su magnitud, ni el punto de o los puntos de aplicación,ni de dirección. •^ Una^ carga

estática

produce

tensión

o^ compresión

axial,^

una^ carga

cortante,

una^ carga

flexionante,

una^ carga

torsional

o^ cualquier

combinación de estas. Para que se considere estática, la carga no pudecambiar de ninguna manera.

Concentraciones

de^ Esfuerzo

Es difícil diseñar una máquina sin permitir algunos cambios en la seccióntransversal de los elementos. Por ejemplo un eje rotatorio debe tenerranuras para cuñas a fin de soportar engranes y poleas, otras partesrequieren agujeros o muescas de varias partes.Cualquier discontinuidad en una parte de una máquina altera la distribucióndel esfuerzo en las inmediaciones de la discontinuidad, de manera que lasecuaciones elementales del esfuerzo ya no describen el estado de esfuerzoen la parte.

Concentraciones

de^ Esfuerzo

A estas discontinuidades se le llaman intensificadores de esfuerzo, mientrasque a las regiones en las cuales ocurren se les llama área de concentraciónde esfuerzo.

Concentraciones

de^ Esfuerzo

En el caso de que no sea posible el uso de técnicas analíticas, se usanmétodos experimentales (fotoelasticidad, extensómetros, recubrimientosfrágiles), en los cuales se prueban elementos reales que proporcionandatos de mucha utilidad para el diseño.^ Poner

video^ fotoelasticidadPoner video^ de^ galgas

extensiometricas

Concentraciones

de^ Esfuerzo

Se emplea un factor teórico o geométrico de la concentración de esfuerzos K o^ Kt^ ts^

para relacionar el esfuerzo máximo real en la discontinuidad con el

esfuerzo nominal. Los factores se definen por medio de las ecuaciones: K =^ factor t^

de^ concentración

de^ esfuerzos

teórico,^ dado

solamente

de^ acuerdo

a^ la

geometría del espécimen. = esfuerzo normal máximo en la secciónmax^ de interés. = esfuerzo nominal en la sección de interés. o^ Para cortante se tiene:

K = factor teórico para corte. ts^ = esfuerzo cortante máximo en la secciónmax^ de interés. = esfuerzo cortante nominal en la sección de o^ interés.

Concentraciones

de^ Esfuerzo

El valor de la concentración de esfuerzos solo depende de la geometría dela parte. Es decir, el material particular que se haya utilizado no tiene efectoen el valor

K. Esta es la razón por la que se llama factor teórico de t concentración de esfuerzos.

ConcentracionesCuando se somete una pieza dúctil con un concentrador de esfuerzos a unacarga estática, es posible que el punto de mayor esfuerzo, en las vecindadesde la discontinuidad, alcance el esfuerzo de fluencia; por lo tanto, habrá flujoplástico. Las partes del material que alcanzan el valor de la resistencia defluencia fluyen plásticamente haciendo que los cristales se reacomoden,produciéndose el fenómeno de endurecimiento por deformación. El materialque está ‘lejos’ de la discontinuidad no alcanza la fluencia; se podría decir quela pieza no falla, ya que a simple vista no tendrá deformación apreciable.Entonces, es práctica común no tener en cuenta los efectos de concentraciónde esfuerzos en el diseño de elementos dúctiles bajo cargas estáticas; esdecir, el esfuerzo que se toma en el diseño es el nominal.

de^ Esfuerzo.

Materiales

Dúctiles