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Páginas: 5 (1127 palabras) Publicado: 20 de junio de 2012
1. torsión 
Es una fuerza que dobla el material, esto se produce cuando el material es girado hacia lados contrarios desde sus extremos. En este tipo de fuerza también actúan simultáneamente tensión y compresión.
Si no se superan sus limites de flexión este se deformara en forma de espiral ,si se superan el material sufrirá un ruptura.
Torsión es la solicitación que se presenta cuando seaplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo.

* Deformaciones en un eje circular
Un momento de torsión es aquel que tiende a hacer girar un miembro respecto a su eje longitudinal.
Su efecto es de interés primordial en el diseño de ejes de transmisión, utilizados ampliamente en vehículos y maquinaria.

Se puede ilustrar qué ocurre físicamente cuando un momento detorsión se aplica a un eje circular hecho de un material muy elástico, como el hule, por ejemplo.

Cuando se aplica el momento torsor, las secciones circulares se mantienen como tales, experimentando una rotación en el plano del momento. Las líneas longitudinales se convierten en hélices que intersectan siempre con el mismo ángulo a los círculos transversales.
Extraeremos a continuación unaporción cilíndrica y consideraremos un pequeño elemento cuadrado que se encuentre en la superficie de dicha porción. Luego de aplicar el momento torsor, el elemento diferencial considerado deja de ser cuadrado y se convierte en un rombo, tal como se muestra.

Observemos la figura. Si el ángulo g es muy pequeño, se puede establecer:


Donde AA’ es el arcoque recorre el punto A al deformarse la barra debido a torsión,θ es el ángulo de giro (en radianes) entre dos secciones transversales separadas una longitud L, ρ es el radio de la porción cilíndrica considerada y g es la deformación cortante, en radianes.

* Ley de Hooke para Torsión
De forma similar al caso de esfuerzos normales, existe también una relación proporcional entre lasdeformaciones cortantes que ocurren en el rango elástico y los esfuerzos cortantes relativos a dichas deformaciones.
De forma matemática, podemos expresar dicha relación como sigue:

Donde “t” es el esfuerzo cortante, “g” es la deformación cortante y “G” es el módulo de rigidez, que se puede relacionar con el modulo de elasticidad (“E”) de la siguiente forma:

Siendo “n” el módulo de Poisson.* Esfuerzos cortantes en barras circulares debido a torsión
Para realizar la deducción de una expresión que nos permita hallar la distribución de esfuerzos cortantes en una sección transversal debido a un momento torsor aplicado en ella, asumiremos lo siguiente:
- Las secciones circulares permanecen como tales.
- Las secciones transversales se mantienen planas, sinalabearse.
- Las líneas radiales permanecen rectas aún después de la deformación.
- El eje está sometido a la acción de pares torsores.
- Las deformaciones producidas ocurren en el rango elástico del material
Si recordamos la relación de deformación establecida anteriormente:

Notaremos que para una deformación dada, los valores de “q” y “L” se mantienen constates, de formaque “g” varía linealmente con “r”. Podemos establecer entonces el valor máximo de la deformación “g” :

Luego:

Y, finalmente:

Recordando que la deformación se realiza en el rango elástico del material, podemos aplicar la ley de Hooke sobre la expresión y nos queda:

Aplicar la primera condición de equilibrio nos aportará una información que ya conocemos: la variación delesfuerzo cortante es lineal respecto al radio de la sección. Estudiaremos entonces que sucede con la segunda condición de equilibrio:

Sacando de la integral los términos constantes, nos queda:


Donde la integral resultante es una propiedad de área conocida como momento polar de inercia (“J”). Podemos rescribir entonces la expresión de la forma:


Recordando que anteriormente...
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