Cilindro de pared gruesa

INSTITUTO

“INSTITUTO TECNOLOGICO DE ZITACUARO”

Ing. Electromecánica

Materia: mecánica de materiales

Ing. Irna Zukeyt Garduño J.

Integrates:
Guillermo Salgado Juarez
Cristian Mora Victoria
Eduado Valdespino Cuero
Jesus Camaro Garcia
Abraham Santoyo Soto

Trabajo de investigación
Unidad 7 esfuerzos en elementos especiales

CILINDRO DE PARED GRUESA
Un cilindro se considerade paredes gruesas si el espesor de su pared es mayor
que una décima parte de su radio medio. En estos casos, las variaciones de
tensión entre la superficie interior y exterior se hacen apreciables, y las fórmulas
ordinarias de tensión media no son aceptables.
Veamos un cilindro de paredes gruesas solicitado por una presión interiorpiy
una exteriorpo. A consecuencia de la simetría axial delcilindro y de las cargas,
las tensiones y deformaciones en el cilindro serán también simétricas con
respecto a su eje.ç

Fuerza radial
Piezas que reciben fuerzas o cargas radiales o axiales uniformemente distribuidas por su circunferencia y longitud

Cargas Radiales.
soportar preferentemente cargas dirigidas en la dirección perpendicular al eje de rotación.

y longitu
Sequieredeterminar los esfuerzos producidos por la presion interna p en un recipiente cilindrico se considera que un cilindro es de pared delgada si su relacion radio r y el espesor t es mayor que .En este caso se puede idealizar el problema considerando que los esfuers cortante y solo si se tienen los esfuerzos normales transversales y longitudinales como se muestra
Notese que se idealiza el problema comosise tuviera un estado plano de esfuerzos principales.

Son recipientes que contienen a varios fluidos a presión (gases o líquidos)Los domos de las calderas, las tuberías, los separadores de fluidos en la industria petrolera, los tanques llamados "salchichas” y los tanque esféricos llamados "esferas" en la industria petrolera, son ejemplos de recipientes a presión. Los recipientes a presión notienen "válvula de presión y vacío", como es el caso de los tanques de almacenamiento o atmosféricos que si la tienen; en su lugar tienen una válvula de seguridad que releva a la atmósfera a una presión de fluido dentro del recipiente superior a la atmosférica, dicha presión depende de la presión a la que trabaje el tanque de acuerdo a normas o a la experiencia, de acuerdo al estado que guardan lasparedes del recipiente. Puesto que la presión dentro del recipiente tiende a "inflarlo", aparecen esfuerzos de tensión en las paredes del mismo. Para el cálculo y diseño de los recipientes a presión, y selección de los materiales que se utilizarán, tendremos que calcular dichos esfuerzos de tensión, que reciben el nombre de: "esfuerzo en el aro", que denotaremos por ST1 y "esfuerzo longitudinal",que denotaremos por ST2; así como el esfuerzo cortante máximo en las paredes del recipiente, que denominaremos SS máx. Dichos esfuerzos están mostrados en la siguiente figura, actuando sobre un prisma elemental localizado en la pared del recipiente, los cuales como dijimos están causados por la presión "p" dentro del recipiente, la cual tiende a inflarlo. En nuestro estudio encontraremos que elesfuerzo ST1 o esfuerzo en el aro, tiene una magnitud del doble del esfuerzo ST2 o esfuerzo longitudinal.

p= presión del fluido, perpendicular a las paredes del recipiente
Si nosotros giráramos el prisma un cierto ángulo, veríamos que los esfuerzos ST1 y ST2, disminuyen de su máximo mostrado y empiezan a aparecer esfuerzos cortantes en las caras del mismo, hasta tener un valor máximo:  cuando elgiro del prisma sea de 45º, por lo que podríamos  decir que la relación de magnitudes de dichos esfuerzos es: ST1= 2ST2= 2 SSmáx.El cálculo de estos esfuerzos nos permitirá ir a las tablas de los fabricantes de aceros, para seleccionar el más adecuado Los nombres de "esfuerzo en el aro" y esfuerzo longitudinal se pueden concluir de las siguientes figuras

Cortemos una sección de longitud L...