Formulario Diseño De Mecanismos

Concentración de esfuerzos
smax=KtPA
P = carga axial total
A = área neta de la sección trasversal que contiene el orificio
Kt = factor teórico de concentración de esfuerzos (o factor geométrico)

Sensibilidad a la entalla
q=Kf-1Kt-1→Kf=1+qKt-1
q = valor experimental de la sensibilidad a la entalla debida a la concentración de esfuerzos.
Kt = valor teórico del factor de concentración deesfuerzos. Los valores medios van de 1 a 3, pero pueden ser superiores a 3.
Kf = factor real de concentración de esfuerzos para determinar la reducción de la resistencia a la fatiga del material.

Esfuerzos variables

sm=12smax+smin
sv=12smax-smin
Límite de Fatiga
1N=smsy+KfsvsrABC para materiales dúctiles en tracción o compresión
1N=smsyKt+KfsvsrABC para materiales frágiles1N=smssys+KfsvssrABC para materiales dúctiles en corte
sy = límite de fluencia en tracción o compresión; debe tener el mismo signo del esfuerzo medio sm.
sm = esfuerzo normal medio
sms = esfuerzo cortante medio
sv = esfuerzo normal variable
su = esfuerzo ultimo
svs = esfuerzo cortante variable
sr = límite de fatiga del material en flexión con inversión
Kt = factor teórico de concentración de esfuerzosKf = factor real de concentración de esfuerzos basado en la sensibilidad a la entalla del material
A = factor de corrección para carga diferente a la flexión con inversión
A= 1 en flexión
A = 0.7 para carga axial invertida
A = 0.6 para carga torsional invertida.
B = factor de corrección por tamaño, ya que la probeta normal del ensayo tiene un diámetro nominal de 0.3 pul.
B = 0.85 parapartes cuyo tamaño va de 12 pul a 2 pul
C = factor de corrección pro superficie, ya que la probeta del ensayo es pulida

su | CSuperficie maquinada | CSuperficie laminada en caliente |
60 000 psi | 0.91 | 0.72 |
70 000 psi | 0.90 | 0.68 |
80 000 psi | 0.88 | 0.62 |
90 000 psi | 0.86 | 0.58 |
100 000 psi | 0.85 | 0.55 |
110 000 psi | 0.84 | 0.50 |
120 000 psi | 0.82 | 0.48 |
150 000psi | 0.78 | 0.38 |
200 000 psi | 0.72 | 0.30 |

N = factor de seguridad para tener en cuenta factores tales como variaciones en las propiedades del material, incertidumbre de carga, certeza de las hipótesis, mano de obra, posibles reducciones en su vida útil, costo de las paradas para mantenimiento, carencia de datos experimentales, etc. El valor de N va desde cerca de 1,25 hasta 3 paradiseños ordinarios, dependiendo de que se tengan condiciones bien definidas o de que existan incertidumbres considerables. Pueden usarse valores de n superiores a 3 cuando la incertidumbre es bastante alta y las consecuencias de una falla son muy serias. La selección de N es asunto de juicio.

Esfuerzo normal máximo equivalente
sen=sm+sysrKfsvABC
Esfuerzo cortante máximo equivalenteses=sms+syssrKfsvsABC
*Nota: Hacer A=0.6 en esta ecuación cuando se usen materiales dúctiles y usar sys=0.6sy.

El esfuerzo cortante máximo equivalente τesmax, al diseñar con materiales dúctiles, es
τesmax=12sen2+ses2
Esta puede igualarse a sys/N para usarla en una ecuación de diseño,
sys/N=12sen2+ses2
*Notar que debe usarse sys=0.5sy para esta ecuación
El esfuerzo normal máximo equivalente que debeusarse cuando se diseña con materiales frágiles es
senmax=12sen+12sen2+ses2
Esta puede igualarse a sy/N para usarla en una ecuación de diseño
syN=12sen+12sen2+ses2
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El valor del límite de fluencia en corte, sys, que debe usarse en la ecuación para el esfuerzo cortante equivalente, ses, puede tomarse como 0.6 veces el límite de fluencia entracción. Esto está de acuerdo con los ensayos experimentales de corte por torsión. No obstante, el valor del límite de fluencia en corte, sys, debe tomarse como 0.5 veces el límite de fluencia en tracción al usarlo en la ecuación de diseño. Esta ecuación se basa en la teoría de falla por corte máximo, la cual considera un elemento en tracción simple.

I=πd464 J=πd432 sm=MmCI sv=MvCI...