Factor de concentración de esfuerzos geométrico kt

“FACTOR DE CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS GEOMÉTRICO Kt, PARA UNA FLECHA CON UN FILETE DE HOMBRO A TENSIÓN AXIAL” CURSOS ESPECIALES DE TITULACIÓN OPCIÓN V. QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO ELECTROMECÁNICO

PRESENTA: MARCO ANTONIO MELCHOR TORRES GUZMÁN ASESOR: CC. ING. ENRIQUE DE JESÚS MORENO CARPINTERO. DR. OSCAR SARMIENTO MARTÍNEZ. ING. RICARDO RODRÍGUEZ ROBLEDO.

ZACATEPEC, MORELOS.NOVIEMBRE 2010

1

AGRADECIMIENTOS

A mi familia por todo el apoyo brindado incondicionalmente en todos estos años de grandiosos estudios, a mis amigos por entusiasmarme a seguir a delante y nuca dejarme caer, a mis profesores por darme toda la ayuda que necesite y comprensión para llegar a este escalón de mi vida, y sobre todo ¡Gracias a Dios por su inmenso Amor!

2

CONTENIDOCAPITULO I. INTRODUCCIÓN. 1.1 Antecedentes. 1.2 Objetivo. 1.3 Alcances. 1.4 Metodología. CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO. 2.1 Esfuerzo. 2.1.1 Componentes del Esfuerzo. 2.1.2 Esfuerzos Uniformemente Distribuidos. 2.1.3 Deformación Elástica. 2.1.4 Esfuerzos Normales por Flexión. 2.1.4.1 Flexión Pura. 2.1.4.2 Flexión Simple. 2.1.4.3 Flexión Biaxial. 2.1.5 Esfuerzos Cortantes. 2.1.6 Torsión. 2.2 Concentración deEsfuerzos. 2.2.1 Concentración de Esfuerzos Bajo Carga Estática. 2.2.2 Concentración de Esfuerzos bajo Carga Dinámica. 2.2.3 Determinación de los Factores Esfuerzos Geométricos Kt. 2.3 Esfuerzos y Deformaciones Térmicas. 2.4 Analogía del Flujo de Esfuerzos. 2.5 Mínimos Cuadrados. 2.6 Elemento Finito. de Concentración de 15 17 18 19 22 3 3 5 6 9 9 10 10 10 12 13 14 14 1 1 1 2

3

CAPÍTULOIII. DESARROLLO. 3.1 Desarrollo y Validación de las Ecuaciones para Determinar el Factor de Concentración de Esfuerzo Geométrico kt, para una Flecha con un Filete de Hombro a Tensión Axial. 3.2 Diseño de un software para Determinar el Factor de Concentración de Esfuerzo Geométrico Kt, para una Flecha con un Filete de Hombro a Tensión Axial. 3.3 Simulación por el Método de Elementó Finito. 3.4Comparación de Resultados de Esfuerzos entre el Método de Von Mises Stress Vs el Método por Tablas. CAPÍTULO IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 4.1 Conclusiones. 4.2 Recomendaciones. CAPÍTULO V. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 5.1 Referencias Bibliográficas. CAPITULO VI. ANEXO. 6.1 Gráficas de Factor de Concentración de Esfuerzos Geométrico Kt, para una Flecha con un Filete de Hombro a Tensión Axial. 6.2Programa en V.B. para Calcular el Factor de Concentración de Esfuerzos Geométrico Kt, para una Flecha con un Filete de Hombro a Tensión Axial. 6.3 Hoja de Método de Mínimos Cuadrados 38 37 37

25

29 30

36

39

44 53

4

LISTA DE FIGURAS
Fig. 1. Componentes de los esfuerzos internos. Fig. 2. Diagrama Esfuerzo Deformación. Fig. 3. Esfuerzos cortantes. Fig. 4. Curva elíptica de unaplaca semi infinita sujeta a tensión axial. Fig. 5. Factor de concentración de esfuerzos geométrico kt, para una flecha con un filete de hombro a tensión axial. Fig. 6. Resultado del ajuste de un conjunto de datos a una función cuadrática Fig. 7. Valores de r/d Vs Kt de curva D/d= 1.01. Fig. 3. Fig. 8. Gráfica de r/d Vs Kt, D/d igual 1.01. Fig. 9. Gráfica de r/d Vs Kt, D/d igual 1.02. Fig. 10.Gráfica de r/d Vs Kt, D/d igual 1.05. Fig. 11. Gráfica de r/d Vs Kt, D/d igual 1.07. Fig. 12. Gráfica de r/d Vs Kt, D/d igual 1.1. Fig. 13. Gráfica de r/d Vs Kt, D/d igual 1.15. Fig. 14. Gráfica de r/d Vs Kt, D/d igual 1.2. Fig. 15. Gráfica de r/d Vs Kt, D/d igual 1.3. Fig. 16. Gráfica de r/d Vs Kt, D/d igual 1.5. Fig. 17. Gráfica de r/d Vs Kt, D/d igual 1.6. Fig. 18. Ventana del software Visual Basicpara calcular el factor de concentración Kt. Fig. 19. Flecha con filete de hombro a tensión axial de 1000 N/mm2 de acero SAE 1025. Unidades en mm. Fig. 20. Ventana de cálculo 3D de análisis de elemento finito. Fig. 21. Ventana para el cálculo de Isoáreas.

5

Fig. 22. Carga aplicada a la flecha a tensión axial. Fig. 23. Representación gráfica de esfuerzos en la flecha, sometida a tensión...