torsion

INTRODUCCIÓN
A continuación se presenta un trabajo de investigación documental, con el cual se pretende conceptualizar, y definir lo que se entiende por Torsión. Además, hemos dividido el trabajo en seis aspectos fundamentales para determinar la capacidad de carga o esfuerzo de un eje sin que se deforme permanentemente y sin perder sus propiedades .físicas. Se demuestran las fórmulas quedeterminan el esfuerzo, la deformación, el ángulo de torsión, el esfuerzo y la deformación cortante, entre otros.
Un aspecto importante de este trabajo lo encontramos en “Torsión en Buques”, su importancia reside en la posibilidad de aplicar los conocimientos adquiridos, directamente en nuestra área de estudios. Este trabajo es un esfuerzo que nos aporta, como participantes, el manejo directo sobreproblemas prácticos susceptibles de ser enfrentados en nuestra vida como hombres y mujeres de mar.














CONTENIDO TEÓRICO
TORSIÓN
Entendemos por Torsión la deformación de un eje, producto de la acción de dos fuerzas paralelas con direcciones contrarias en sus extremos. (Ver figura 1)
En términos de ingeniería, encontramos Torsión en una barra, eje u objeto, cuando uno desus extremos permanece fijo y el otro se somete a una fuerza giratoria (un par). (Ver figura 1.1).
Cuando un árbol de sección circular es sometido a Torsión, debe cumplir lo siguiente:
Las secciones del árbol de sección circular deben permanecer circulares antes y después de la torsión.
Las secciones planas del árbol de sección circular deben permanecer planas antes y después de la torsión sinalabearse.
La Torsión que se le aplicara al árbol de sección circular debe estar dentro del rango de elasticidad del material.
La proyección sobre una sección transversal de una línea radial de una sección, debe permanecer radial luego de la torsión.

DEFORMACIONES EN ÁRBOLES DE SECCION CIRCULAR
Cuando un eje es circular, las deformaciones que estos sufren al aplicar un par de torsión T,cumplen con la siguiente propiedad: cuando un eje circular se somete a torsión, todas sus secciones transversales permanecen planas y sin distorsión, es decir, aunque sus distintas secciones transversales a lo largo del eje giran en diferentes cada sección transversal gira como un placa sólida rígida. Esta propiedad es característica de cualquier eje circular, sólidos o huecos.
Esta propiedad esposible ya que los ejes circulares son asimétricos, es decir, su apariencia es la misma si se ve desde una posición fija y se gira alrededor de su eje por un ángulo aleatorio.




DEFORMACIÓN CORTANTE
La deformación a cortante de un eje circular de longitud L y radios c, el cual ha sido girado en un ángulo  (Ver Fig. 2). Viendo una parte interna del eje, de radio , se forma un cuadrado pordos círculos y líneas rectas adyacentes (Ver Fig. 2.1). Luego de aplicar una carga de Torsión, el eje se deforma haciendo del cuadrado, un rombo (Ver Fig. 2.2). Sabemos que la deformación unitaria  en un elemento cualquiera, se mide a través del cambio de los ángulos formados por sus lados. Entonces tenemos que:
Donde ,  están dados en radianes.
Se deduce que
De esta ecuación se puedededucir que cuando la deformación cortante es máxima cuando  = c.
ESFUERZOS CORTANTES EN ÁRBOLES DE SECCIÓN CIRCULAR
Como ya conocemos, esfuerzo es el cociente que surge de dividir una fuerza entre un área en que se aplica. Dependiendo de la dirección de la fuerza, las paralelas a la fuerza () o esfuerzo cortante y las normales (), diferenciamos si el esfuerzo es de tracción o compresión.
Adiferencia del esfuerzo normal, el esfuerzo cortante es más difícil de apreciar porque su efecto es poco evidente.
Ya que el par de Torsión aplicado no deben sobrepasar los límites de de resistencia y, los esfuerzos también estarán bajo este límite. Por ello si se aplica la Ley de Hooke no habrá deformación permanente.
Donde G es el módulo de rigidez del material. (Ver Fig. 3)
Si multiplicamos por...