DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA MEDIANTE HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES-U2

ESFUERZOS

S=± F/A 〖 S〗_S= TR/J

S=±MC/I 〖 S〗_S= VQ/Ib

S_S=F/A

S = σ y S_S= τ

Esfuerzo Inducido = Esfuerzo de trabajo

S= Syp/FS 〖 S〗_S= (S_S yp)/FS

Superposición.

S= ± F/A± MC/I 〖 S〗_S= ±F/A±TR/J±VQ/Ib

Esfuerzos combinados.

S1=((Sx+Sy)/2)+ √(((Sx-Sy)/2)^2+ 〖Ss〗^2 ) S2=((Sx+Sy)/2)-√(((Sx-Sy)/2)^2+〖Ss〗^2 )

Ssmax=√(((Sx-Sy)/2)^2+〖Ss〗^2 ) Ssmin= -√(((Sx-Sy)/2)^2+〖Ss〗^2 )

Teorías de fallas.

Corte máximo.

Syp/Fs=S1-S2

Energía de la distorsión.

Syp/FS=√(〖S1〗^2-S1S2+〖S2〗^2 )

Coulomb Mohr.

S1/Sut+S2/Suc=1/FS

Carga variable.

Sm=(Smax+Smin)/2 Sr=(Smax-Smin)/2

S_yp/Fs=Sm+(K_f S_r S_yp)/S_e Soderberg

S_u/Fs=Sm+ (K_f S_r S_yp)/S_e Goodman

S_e=K_a K_b K_c K_d K_e K_g 〖S'〗_e

S_e^'=0.5S_u± 10% si S_u ≤200Kpsi

S_e^'=100 kpsi si S_u>200 kpsi

S'et=0.8 S'e Tension- comp. S’se= 0.5 S’e corte.

Combinación de esfuerzos variables

Esfuerzos estáticos equivalentes:

S=S_yp/Fs=Sm+ (K_f S_r S_yp)/S_e 〖 S〗_s=S_syp/fs=S_sm+(K_f S_sr S_syp)/S_se

S_1,2=((S_x+S_y)/2)±√(((S_x-S_y)/2)^2+S_s^2 )

Criterio de fallas.

Corte máximo: S_yp/fs=S_1-S_2

Coulomb - Mohr: S1/S_ut +S2/S_uc =1/Fs

Ejes:

Un eje de transmisión es un elemento cilíndrico de sección circular que puede estar fijo o estar girando sobre el que se montan engranes, polea, volantes, ruedas de cadena, así como otros elementos mecánicos de transmisión de fuerza o de potencia. Los ejes de trasmisión son barras sometidas a cargas de flexión, tensión, compresión y torsión que actúan individualmente o combinadas.

El termino eje abarca otras variedades, como los ejes de soporte y los husillos. Un eje de soporte es el que transmite carga de torsión y puede ser fijo o rotacional. Un eje de transmisión rotatorio de corta longitud se denomina husillo.

Diseño para carga estática:

Los esfuerzos en la superficie de un eje macizo de sección circular, sometidos a cargas combinadas de FLEXION y de TORSION son:

S_x=32M/(πd^3 ) S_s=16T/(πd^3 )

Mediante el círculo de MOHR se encuentra que el esfuerzo cortante máximo es:

S_smax=√((S_x/2)^2+ S_s^2 )

Sustituyendo:

S_smax=16/(πd^3 ) √(M^2+T^2 )

La teoría del esfuerzo cortante expresa que:

S_syp=S_yp/2 Empleando un factor de seguridad:

S_yp/2Fs=16/(πd^3 ) √(M^2+T^2 )

〖d=[(32Fs/(πS_yp )) (M^2+T^2 )^(1/2) ]〗^(1/3)

Empleando la energía de DISTORSION.

d=[32Fs/(πS_yp ) (M^2+〖3T〗^2/4)^(1/2) ]^(1/3)

Flexión alternante y torsión continúa:

En todo árbol rotatorio, cargado con momento flexionantes y torsionantes invariables en el tiempo ocurrirá un esfuerzo flexionante que se invierte alternativamente por completo y un esfuerzo torsión que permanece constante.

S_a=32M/(πd^3 ) 〖 S〗_sm=16T/(πd^3 ) 〖 S〗_sa=0 S_m=0

Método de Soderberg

Fs=(πd^3)/(16√((T/S_syp )^2+(M/S_sse

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