Triangulo

TECNOLOGICOS DE ESTUDIOS SUPERIORES DE JOCOTITLAN

ASIGNATURA:

DISEÑO DE ELEMENTOS MECANICOS

UNIDAD III

“DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINA MEDIANTE HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES”

NOMBRE DEL INGENIERO:

JOSE MARTINEZ GARCIA

NOMBRE DEL ALUMNO:

ANGEL GONZALEZ TOVAR

SEMESTRE:

NOVENO

GRUPO:

IM-0901

DISEÑO Y ANALISIS DE ELEMENTOS BAJO CONDICIONES ESTATICAS

ANALISIS DE CONCENTRACION Y DISTRIBUCION DE ESFUERZOS

La concentración de esfuerzos es un obstáculo que los ingenieros debemos enfrentar al diseñar un elemento que requiera cambios súbitos de geometría debido a su aplicación, como son barrenos, cuñas, etc. en otras palabras, que tenga concentradores de esfuerzos.

Debido a la infinidad de diferentes concentradores de esfuerzos que pueden estar presentes en un placa, por su geometría, posición y otras características, es de vital importancia conocer y extender los conceptos básicos de lo que en si la concentración de esfuerzos.

Definición

Las formulas elementales usadas en el diseño se basan en elementos que tienen una sección transversal constante o que el cambio en esta es gradual. Estas condiciones, sin embargo, difícilmente se encuentran en la realidad debido a los requerimientos o las características de los elementos de máquinas o estructuras actuales. La presencia de cuñeros, surcos, agujeros, etc. provoca modificaciones en la distribución de los esfuerzos. Por lo que aparecen esfuerzos mayores en algunas zonas. Este fenómeno se conoce como concentración de esfuerzos.

El concepto de concentración de esfuerzos, se refiere al estado macroscópico de esfuerzos, y tiene un significado único para problemas en el plano que involucran la definición de esfuerzo promedio. Entonces, si se barrera un agujero en una placa sometida a tensión , el esfuerzo presente en el elemento es constante siempre y cuando se mida a una distancia apreciable del agujero, pero el esfuerzo tangencial en el borde del agujero se vería incrementado considerablemente.

Este cambio o incremento en el esfuerzo en el borde es denominado concentración de esfuerzos. Por lo que es importante determinar el factor de concentración de esfuerzos kt.

Concentradores de esfuerzos

La experiencia en el diseño nos indica que hay al menos dos grupos de casos que aparecen en el análisis o revisión estructural. Uno concerniente a los efectos que tienen los agujeros en placas y armaduras el otro concierne a la concentración de esfuerzos provocada por redondeamientos, cuñeros o elementos similares bajo varias condiciones de carga.

El primer grupo ha sido el más estudiado, basado en reglas establecidas desde hace tiempo. Los resultados de estos estudios se aplican también a superficies redondeadas en las cuales la curvatura no es muy cerrada. Sin embargo, la información aun en la actualidad resulta limitada, dado que los experimentos se han realizado bajo solo ciertas características como son la presencia de un solo agujero o cierta carga. Y no cuando varios concentradores de esfuerzos están presentes en distintos arreglos geométricos.

En el segundo grupo de concentradores de esfuerzos, una cuestión muy común está relacionada con la diferencia en el efecto que tiene el tipo de carga en una flecha circular y una barra rectangular con agujeros circulares centrales, ya que la concentración de esfuerzos varía de acuerdo a la posición del agujero y se nota más susceptible por parte de la barra rectangular.

Donde hay ángulos afilados, cuñeros o elementos similares, el valor teórico de la concentración de esfuerzos puede ser muy alto, y por esta razón la teoría debería corregirse para radios pequeños de curvatura. Bajo carga repetitiva, sin embargo, los elementos afilados como ángulos, cuñeros pueden ser prejudiciales. Las concentraciones de esfuerzos más grandes se darán donde la penetración en el elemento es mayor, como son cuñeros profundos, mientras que el radio de curvatura y el ángulo son pequeños.

ANALISIS DE ESFUERZOS DE ORIGEN TERMICO

En la mayoría de los sólidos el principal modo de asimilación de energía térmica es por el incremento de energía vibracional de los átomos. Los átomos

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