esfuerzos combinados



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3.10 resistencia a la fatiga por torsión

La definición más común de resistencia a la torsión es la sig.: Medida de la capacidad de un material para soportar una carta de giro. Es la resistencia última de un material sometido a una carga de torsión, y es el esfuerzo torsional máximo que un material soporta antes de la rotura. Sinónimos: módulo de rotura yresistencia a la cizalladora.
Ahora es necesario analizarlo como la resistencia torsional a la fatiga, la cual hará que el materia falle antes.
Dado que el fenómeno de fatiga está relacionado con la existencia de zonas del material con deformación plástica localizada y dado que la fluencia en materiales dúctiles está determinada por el criterio de Von-Mises, resulta natural esperar alguna relaciónentre este criterio y la resistencia a la fatiga bajo condiciones de carga biaxial, incluyendo torsión. 
Esta relación se muestra en la Fig. 9.10, (que no es otra cosa que la elipse de Von-Mises en la que se ha reemplazado la tensión de fluencia por Sn), de la que se deduce que el límite de fatiga en torsión alternativa (σ1 = -σ2), es Sn = 0.58 S’n. Esto puede ser tenido en cuentaalternativamente, adoptando un Factor de Carga CL = 0.58 para el caso de torsión. Dado que los gradientes de tensiones presentes en torsión son similares a los de flexión, no resulta inesperado que como en flexión, la resistencia a la fatiga en torsión para 103 ciclos sea 0.9 SuS, donde SuS es la resistencia última en corte. En el caso de no disponer del valor de SuS, puede utilizarse la siguiente relaciónempírica para aceros: SuS = 0.8 Su.
Fig. 9. 10 Curva σ1 - σ2 para tensión alternativa en materiales dúctiles.

Extensos estudios realizados por Smith proporcionan algunos resultados muy interesantes sobre la fatiga por torsión pulsante. El primer resultado de Smith, basado en 72 ensayos, demuestra que la existencia de un esfuerzo uniforme torsional no mayor que la resistencia a la fluencia en torsiónno tiene efecto en el límite de resistencia a la fatiga torsional, a condición de que el material sea dúctil. Pulido, libre de mellas y cilíndrico.
El segundo resultado de Smith se aplica a materiales con esfuerzos concentrados, mellas o imperfecciones superficiales. En este caso, determina que el límite de fatiga por torsión disminuye de forma monótona con el constante esfuerzo por torsión.Como la gran mayoría de las partes tendrán superficies con algunas imperfecciones, este resultado indica que la aproximación de Gerber de la energía de distorsión, la de la energía de distorsión elíptica y otras aproximaciones es útil. Joerres, de Associated Springbarnes Group, confirma los resultados de Smith y recomienda el uso de la relación de Goodman modificada para torsión pulsante. Alconstruir el diagrama de Goodman, Joerres utiliza:

Ssu= 0.67Sut

Pruebas a la fatiga torsional.- Estas se efectúan en un espécimen cilíndrico sujeto a una carga torsional totalmente alternante. Los puntos de falla, para torsión y la flexión alternantes en pruebas de esfuerzos biaxiales, están marcados en los ejes σ1 – σ3 de la figura. Para un material dúctil la resistencia a la fatiga torsional (olimite a la fatiga torsional) se puede sea aproximadamente 0.577 (58%) de la resistencia a la fatiga por flexión.



















3.11 análisis de carga de impacto
Hasta ahora vimos solamente cargas del tipo estático. En este capítulo se tratará el caso más común de carga dinámica: el IMPACTO. También llamada carga de choque, repentina o de impulso.
Una carga porimpacto se define como el efecto dinámico que actúa sobre una estructura, móvil o estática, tiene una carga aplicada de corta duración debido a su movimiento. También llamada carga móvil.
Como nosotros sabemos incluye un sin número de factores que pueden alterar la magnitud de la carga o disminuirla, además de gráficas, teorías y ecuaciones que nos ayudan a comprenderla de una manera más adecuada....