Teoria de la energia de la distorsion y teoria del esfuerzo cortante maximo

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FALLAS POR CONCENTRACION DE ESFUERZOS

Para determinar los esfuerzos en estructuras con cargas axiales, se utiliza la fórmula básica:

σ = P/A

En donde P es la fuerza axial aplicada a laestructura y A es su área transversal.

En realidad, a fin de interactuar con otras piezas, los miembros de una máquina necesitan tener agujeros, ranuras, muescas, chaveteros, filetes, cuerdas u otroscambios suaves o abruptos en su geometría que crean perturbaciones en el patrón uniforme de esfuerzos. Esas discontinuidades en la geometría causan altos esfuerzos en regiones muy pequeñas del miembroy se conocen como concentraciones de esfuerzos.
Las concentraciones de esfuerzos aparecen también en los puntos de carga; por ejemplo, una carga concentrada rara vez está uniformemente distribuidasobre una sección transversal; es más probable que actúe sobre una pequeña área y produzca altos esfuerzos en la región alrededor de su punto de aplicación.

El análisis de los concentradores deesfuerzo es indispensable en piezas sometidas a fatiga. En un ensayo de tensión común, no necesariamente produce un efecto cuantificable ya que esa zona experimenta un aumento de resistencia pordeformación plástica, pero es interesante observar que la fisura comienza precisamente en la discontinuidad. Este efecto se observa claramente en una
barra sometida a tension.

Factores de concentración deesfuerzos

Consideremos ahora algunos casos particulares de concentraciones de esfuerzos causadas por discontinuidades en la sección transversal de una placa. Comenzamos con la placa de seccióntransversal rectangular que tiene un agujero circular y está sometida a una fuerza de tensión P (Fig. 1).
La placa es relativamente delgada con el ancho b mucho mayor que el espesor t. El agujero tiene undiámetro d.
[pic]

σ = P/A

Figura 1: Placa con un concentrador de esfuerzos.

En donde la linea roja indica el area en donde se genera la falla (area cercana a la perforacion)

El...
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