Torcion mecanica
Páginas: 7 (1702 palabras)
Publicado: 17 de noviembre de 2010
TORSIÓN MECÁNICA
VIGA CIRCULAR BAJO TORSIÓN
En ingeniería, torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.
La torsión se caracterizageométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por la dos curvas. En lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de él (ver torsión geométrica).
El estudio general de la torsión es complicado porque bajo ese tipo de solicitación la sección transversal de una pieza en general se caracteriza por dos fenómenos:Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal. Si estas se represetan por un campo vectorial sus líneas de flujo "circulan" alrededor de la sección.
Cuando las tensiones anteriores no están distribuidas adecuadamente, cosa que sucede siempre a menos que la sección tenga simetría circular, aparecen alabeos seccionales que hacen que las secciones transversales deformadas no seanplanas.
El alabeo de la sección complica el cálculo de tensiones y deformaciones, y hace que el momento torsor pueda descomponerse en una parte asociada a torsión alabeada y una parte asociada a la llamada torsión de Saint-Venant. En función de la forma de la sección y la forma del alabeo, pueden usarse diversas aproximaciones más simples que el caso general.
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POTENCIA TRANSMITIDALa potencia es la rapidez con la que se efectúa un trabajo y puede representarse por la ecuación
Potencia = (fuerza) (velocidad)
Un caballo de potencia se define como la potencia necesaria para elevar verticalmente a la velocidad de 1 pie/minuto un peso de 33.000 libras, y equivale a 745,69987158227022 W.
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ESFUERZO CORTANTE ESTATICO MAXIMO
Se deduce la ecuación para calcular losesfuerzos cortantes en las secciones transversales de los árboles o flechas macizas de sección transversal circular sujetas a cargas de torsión pura. Tales elementos de máquinas se utilizan en la industria para transmitir energía mecánica de rotación producida por máquinas impulsoras tales como motores y turbinas. La utilidad de estos conocimientos está en el diseño de los dispositivos mecánicosseñalados, y en la impartición de las materias de la carrera Ingeniero Mecánico Electricista: Diseño Mecánico, Resistencia de materiales, Instalaciones mecánicas y otras afines; así como la materia Procesos de Fabricación de la carrera Ingeniero Industrial. Adicionalmente se resuelven problemas utilizando estos conocimientos.
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DISEÑO DE EJES POR CARGAS FLUCTUANTES
Método paradeterminar el comportamiento de los materiales bajo cargas fluctuantes. Se aplican a una probeta una carga media específica (que puede ser cero) y una carga alternante y se registra el número de ciclos requeridos para producir la falla del material (vida a la fatiga). Por lo general, el ensayo se repite con probetas idénticas y varias cargas fluctuantes. Las cargas se pueden aplicar axialmente, en torsióno en flexión. Dependiendo de la amplitud de la carga media y cíclica, el esfuerzo neto de la probeta puede estar en una dirección durante el ciclo de carga o puede invertir su dirección. Los datos procedentes de los ensayos de fatiga se presentan en un diagrama S-N, que es un gráfico del número de ciclos necesarios para provocar una falla en una probeta contra la amplitud del esfuerzo cíclicodesarrollado. El esfuerzo cíclico representado puede ser la Amplitud de esfuerzo, el esfuerzo máximo o el esfuerzo mínimo. Cada curva del diagrama representa un esfuerzo medio constante. La mayoría de los ensayos de fatiga se realizan en máquinas de flexión, de vigas rotativas o de tipo vibratorio. El ensayo de fatiga se describe en "Manual on Fatigue Testing", ASTM STP 91-A y "Mechanical Testing...
VIGA CIRCULAR BAJO TORSIÓN
En ingeniería, torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.
La torsión se caracterizageométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por la dos curvas. En lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de él (ver torsión geométrica).
El estudio general de la torsión es complicado porque bajo ese tipo de solicitación la sección transversal de una pieza en general se caracteriza por dos fenómenos:Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal. Si estas se represetan por un campo vectorial sus líneas de flujo "circulan" alrededor de la sección.
Cuando las tensiones anteriores no están distribuidas adecuadamente, cosa que sucede siempre a menos que la sección tenga simetría circular, aparecen alabeos seccionales que hacen que las secciones transversales deformadas no seanplanas.
El alabeo de la sección complica el cálculo de tensiones y deformaciones, y hace que el momento torsor pueda descomponerse en una parte asociada a torsión alabeada y una parte asociada a la llamada torsión de Saint-Venant. En función de la forma de la sección y la forma del alabeo, pueden usarse diversas aproximaciones más simples que el caso general.
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POTENCIA TRANSMITIDALa potencia es la rapidez con la que se efectúa un trabajo y puede representarse por la ecuación
Potencia = (fuerza) (velocidad)
Un caballo de potencia se define como la potencia necesaria para elevar verticalmente a la velocidad de 1 pie/minuto un peso de 33.000 libras, y equivale a 745,69987158227022 W.
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ESFUERZO CORTANTE ESTATICO MAXIMO
Se deduce la ecuación para calcular losesfuerzos cortantes en las secciones transversales de los árboles o flechas macizas de sección transversal circular sujetas a cargas de torsión pura. Tales elementos de máquinas se utilizan en la industria para transmitir energía mecánica de rotación producida por máquinas impulsoras tales como motores y turbinas. La utilidad de estos conocimientos está en el diseño de los dispositivos mecánicosseñalados, y en la impartición de las materias de la carrera Ingeniero Mecánico Electricista: Diseño Mecánico, Resistencia de materiales, Instalaciones mecánicas y otras afines; así como la materia Procesos de Fabricación de la carrera Ingeniero Industrial. Adicionalmente se resuelven problemas utilizando estos conocimientos.
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DISEÑO DE EJES POR CARGAS FLUCTUANTES
Método paradeterminar el comportamiento de los materiales bajo cargas fluctuantes. Se aplican a una probeta una carga media específica (que puede ser cero) y una carga alternante y se registra el número de ciclos requeridos para producir la falla del material (vida a la fatiga). Por lo general, el ensayo se repite con probetas idénticas y varias cargas fluctuantes. Las cargas se pueden aplicar axialmente, en torsióno en flexión. Dependiendo de la amplitud de la carga media y cíclica, el esfuerzo neto de la probeta puede estar en una dirección durante el ciclo de carga o puede invertir su dirección. Los datos procedentes de los ensayos de fatiga se presentan en un diagrama S-N, que es un gráfico del número de ciclos necesarios para provocar una falla en una probeta contra la amplitud del esfuerzo cíclicodesarrollado. El esfuerzo cíclico representado puede ser la Amplitud de esfuerzo, el esfuerzo máximo o el esfuerzo mínimo. Cada curva del diagrama representa un esfuerzo medio constante. La mayoría de los ensayos de fatiga se realizan en máquinas de flexión, de vigas rotativas o de tipo vibratorio. El ensayo de fatiga se describe en "Manual on Fatigue Testing", ASTM STP 91-A y "Mechanical Testing...
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