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Una conexión o acoplamiento rígido muy empleado consiste en unas bridas o discos que forman cuerpo que se unen entre sí mediante pernos o tornillos. Ej. Es muyempleado en los arboles.
El par torsor se trasmite por la resistencia al esfuerzo cortante de los pernos.
Suponiendo que el esfuerzo se distribuye uniformemente, la fuerza en cada perno viene dada por lafórmula del esfuerzo cortante simple P=Aτ, es decir, (πd24)τ, y actúa en el centro de cada perno, tangente a la circunferencia de radio R en donde se sitúan estos. El par torsor que resiste cadaperno es PR, y para un número cualquiera n de pernos, la capacidad del acoplamiento viene dada por
T=PRn(πd24)τRn
En ocasiones un acoplamiento tiene dos series concéntricas de perno, como se observa enla figura.
Llamando P1 y P2 a la fuerza cortante que soportan cada perno en los círculos exterior e interior, la resistencia del acoplamiento es:
T=P1 R1 n1+ P2R2 n2
La relación entre P1 y P2puede determinarse del hecho que las bridas, de rigidez relativamente grande, causan deformaciones angulares en los pernos, que son proporcionales a sus distancias al eje. Así las deformacionesangulares están relacionadas por.
γ1R1=γ2R2
Usando la ley de Hooke para la deformación angular, G=τγ, tenemos
τ1G1R1=τ2G2R2 O bien, P1A1G1R1=P2A2G2R2
Si los pernos en ambos círculos tienen la misma áreaA1=A2, y si además son del mismo material, G1=G2, la relación entre P1 y P2 se reduce a
P1R1=P2R2
ESFUERZO CORTANTE LONGITUDINAL
En el estudio de los esfuerzos debidos a la torsión, se hanconsiderado hasta ahora el esfuerzo cortante que se produce en las secciones transversales. Sin embargo, también aparece un esfuerzo cortante longitudinal, de dirección perpendicular al anterior, y delmismo modulo.
Para demostrarla existencia de este esfuerzo longitudinal, consideremos un elemento aislado por dos secciones transversales, dos planos axiales longitudinales y dos superficies...
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