Diseño De Elementos Sometidos A Esfuerzo Directo

Diseño de elementos sometidos a esfuerzo directo
CORTE
Existe solicitación al corte cuando las resultantes de las fuerzas exteriores actuantes sobre el cuerpo está contenida en el plano de la sección que se considera y actúa perpendicularmente al eje longitudinal de la pieza, o en otras palabras, cuando las fuerzas exteriores producen un deslizamiento de la sección transversal considerada conrespecto a la inmediata.
Ejemplo teórico
El ejemplo se trata de una barra sujeta isoestáticamente, a la cual se le aplica una carga (P) en dirección normal a su eje longitudinal (o paralelo al plano de la sección transversal) (Fig. 1), produciendo así un esfuerzo de corte.
En la representación 2, se puede ver el diagrama característico de corte originado por la carga y sus reacciones.Ejemplos prácticos
- El perno de una bisagra del tipo que se muestra a continuación, está sometido a un esfuerzo de corte casi puro cuando se realizan esfuerzos en las direcciones indicadas, normales al eje longitudinal del perno.
- Los pernos de ganchos de este tipo están sometidos a corte cuando se los carga, ya q los esfuerzos que ejercen las caras planas del gancho se dan paralelos a la seccióntransversal del perno.
- Otro ejemplo práctico se puede observar en los tornillos que se encuentran en manchones de acople de un moto reductor de elevador, los cuales soportan por completo la potencia transmitida entre los dos árboles en cuestión.
FLEXIÓN SIMPLE
Se denomina flexión simple a la forma de solicitación por la cual la reducción al baricentro de la sección considerada de las fuerzasque actúan a uno y otro lado de la misma, da como resultado dos pares normales al plano de aquella, con o sin esfuerzo de corte. En el caso de que no haya esfuerzo de corte la solicitación se denomina flexión pura, y cuando lo hay, flexión y corte.
Flexión pura:
En el caso de que la línea de fuerzas coincida con uno de los ejes principales de inercia de la sección se da lo que se llama flexiónsimple normal, en el caso contrario se dice que estamos ante una flexión simple oblicua.

Las tensiones existentes en la flexión pura se calculan de la siguiente manera:
En donde Mx y My son los momentos existentes respecto a su eje, y Jx y Jy son los momentos de inercia respecto a cada eje.

Ejemplo teórico
Como se puede ver en la figura 1, se trata de una barra de una determinada longitudy sección, empotrada en forma horizontal en uno de sus extremos y sometida al esfuerzo que provoca su propio peso.
En la figura 2 se describen las reacciones resultantes. En donde:
-Rq es la resultante de la fuerza distribuida del peso propio de la barra.
-RM, reacción de momento
-Ra, reacción de de la fuerza sobre la vertical.Por último se muestra en la figura 3 el diagrama característico demomentos.
Ejemplos prácticos
- Barras de ajuste de morsa: por lo general cilíndricas, se las somete a flexión a la hora de ajustar una pieza en las mordazas.
- Ménsulas: soportan flexión debido al momento que le provoca la carga que se le aplica en forma vertical.
TORSIÓN
Una sección está solicitada por torsión cuando al reducir a su baricentro los sistemas de fuerzas actuantes sobre elsólido prismático a uno y otro lado de la sección, sólo se obtiene un par que yace sobre el plano de la sección. (Fig. 1)

Fig. 1
Torsión de la sección circular:
Los árboles y los ejes son piezas mecánicas que muy comúnmente son sometidas a esfuerzos de torsión.
Ambos tienen sección circular, en algunos casos llena y en otros, anular. En la sección llena, el dimensionamiento se realiza teniendoen cuenta la siguiente ley:
Los ángulos de torsión absolutos y específicos respectivamente son:

En el caso de las secciones anulares las expresiones son las siguientes:
Ejemplo teórico
Este ejemplo se trata de una barra empotrada en forma horizontal en uno de sus extremos y sometida a un esfuerzo de torsión debido al momento (Mt) aplicado en el otro extremo. (Fig. 1)
En la figura 2 están...