TEMA 3

TEMA 3: TORSIÓN
3.1.- CONTENIDOS CURRICULARES.
OBJETIVO DIDÁCTICO: DETERMINAR LOS ESFUERZOS Y DEFORMACIONES EN BARRAS PRISMÁTICAS SOMETIDAS
A CARGA TORSIONAL
CONCEPTUALES
PROCEDIMIENTALES
ACTITUDINALES
 Momento Torsor
 Definición de par de torsión
 Distribución de esfuerzos
 Descripción de los efectos del par de
 Cooperación en la
torsión en barras de sección transversal
 Torsión ensecciones circulares
resolución de
circular sólidas y huecas
macizas
ejercicios prácticos en
 Cálculo de esfuerzo de corte y ángulo de
 Torsión en secciones circulares
clase.
torsión en barras cilíndricas sólidas y
huecas
huecas
 Ángulo de torsión
 Elaboración e interpretación del
 Diagrama de torque
 Actitud crítica ante
diagrama de torque
 Sistemas hiperestáticos sometidos
las soluciones
Determinación de reacciones en
a torsión
encontradas al
sistemas
torsionales
estáticamente
 Relación de momento torsor y
resolver un problema
indeterminados
potencia
 Transmisión de potencia mediante  Determinación de la relación de pares
torsionales en ejes de transmisión de
árboles
potencia
(Machado, Raúl 2006)

3.2.- INTRODUCCIÓN.
En el material descrito en los temas anteriores, las cargasexteriores se aplicaron en tal forma que se
producían esfuerzos normales o esfuerzos cortantes en los miembros. En este capítulo se estudiará el
efecto de cargas de torsión sobre los miembros. Estas cargas generalmente se presentan en forma de
pares que hacen girar los miembros, y, como se verá más adelante, producen esfuerzos cortantes.
Los ejes circulares son los miembros más comúnmente asociados concargas de torsión y se presentan
muchas aplicaciones prácticas para ellos, especialmente en el campo del diseño de maquinas. Las cargas
de torsión generalmente se aplican por medio de poleas o engranes que se mueven o son movidos por los
ejes. A continuación se muestra la figura 3-1, es un caso donde el eje está sometido a torsión.

Figura 3-1. Generador-turbina unida con eje que está sometida atorsión.
Fuente: Mecánica de Materiales. Beer & Johnston.
U.N.E.F.M. / Ing. Yocias Ulacio & Ing. Carlos Suarez /Resistencia de Materiales

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TEMA 3.TORSIÓN.

Con la torsión se inicia el estudio de los problemas en los que el esfuerzo no está distribuido
uniformemente dentro de una sección.
Las flechas o ejes circulares son los miembros más comúnmente asociados con cargas de torsión y sepresentan muchas aplicaciones prácticas para ellos, especialmente en el diseño de máquinas. Las de
torsión generalmente se aplican por medio de poleas o engranes que se mueven o son movidos por las
flechas.

3.3.- MIEMBROS SUJETOS A CARGAS DE TORSIÓN (MOMENTO DE TORSION).
Como ejemplos de miembros sujetos a cargas de torsión, consideremos las figuras 3-2 y 3-3. La figura 3-2
muestra un eje circularfijo en un extremo con un disco en el otro extremo, al cual se le aplican dos fuerzas
iguales y opuestas P en el plano del disco. Las dos fuerzas forman un par y están separadas por una
distancia d. Este par tuerce el eje alrededor de su eje longitudinal, y por esto se le llama par de torsión.
Este par se suele representar con la designación alternativa de una línea curva, cuya punta indica ladirección del par, como se muestra en la figura 3-2 (b).

Figura 3-2. Ejes con un par de fuerzas aplicadas.
Fuente: Mecánica de Materiales. Fitzgerald Robert.

Al diagrama de cuerpo libre del eje se le aplica la ecuación de equilibrio
, y se determina el par
resistente interno. O sea que para determinar el par interno en cualquier posición del eje, se corta el eje
en el lugar deseado (figura 3-2(c)), por medio de un plano imaginario perpendicular a este, y se aplica la
suma de los momentos del diagrama de cuerpo libre resultante, con respecto al eje longitudinal.
Existe otro método de aplicación de cargas torsionales como se muestra en la figura 3-3. En este método
se aplica una sola fuerza P a una distancia r del eje longitudinal. Esta fuerza puede descomponerse en una
fuerza normal y un...