Ensayo De Torsion

FACTORES DE SEGURIDAD

Si se tiene que evitar una falla estructural, las cargas que una estructura es capaz de soportar deben ser mayores que las cargas a las que se va a someter cuando este en servicio. Como la resistencia es la capacidad de una estructura para resistir cargas, el criterio anterior se puede replantear como sigue: la resistencia real de una estructura debe ser mayor que la resistencia requerida. La relación de la resistencia real entre la resistencia requerida se llama factor de seguridad n :

Naturalmente, el factor de seguridad debe ser mayor que 1.0 para evitar falla. Dependiendo de las circunstancias, los factores de seguridad varian desde un poco mas que 1.0 hasta 10. La incorporación de factores de seguridad en el diseño no es asunto sencillo, porque tanto la resistencia como la falla tienen muchos significados distintos. La resistencia se puede medir con la capacidad portante, o de carga, de una estructura o bien se puede medir por el esfuerzo en el material. Falla puede equivaler a la fractura y el completo colapso de la estructura o puede significar que las deformaciones se han vuelto tan grandes que la estructura ya no puede realizar sus funciones. Esta última clase de fala, puede presentarse con cargas muchos menores que las que causan el colapso real.

La determinación de un factor de seguridad también debe tener en cuenta asuntos tales como los siguientes: probabilidad de sobrecarga accidental de la estructura, debido a cargas que excede las cargas de diseño; tipos de cargas (estáticas o dinámica); si las cargas se aplican una vez o se repiten; la exactitud con que se conozcan las cargas; posibilidad de falla por fatiga; inexactitudes de construcción: variabilidad en la calidad de la mano de obra: variaciones en las propiedades de los materiales: deterioro debido a corrosión u otros efectos ambientales; exactitud de los materiales de los métodos de análisis; el que la falla sea gradual (advertencia suficiente) o repentina (sin advertencia): consecuencia de la falla (daños menores o catástrofe mayor), y otras consideraciones parecidas. Si el factor de seguridad es muy bajo, la probabilidad de falla será alta, y la estructura será inaceptable; si el factor es muy grande, la estructura será muy costosa y quizá no sea adecuada para su función (por ejemplo puede ser demasiado pesada).

De acuerdo con estas complejidades e incertidumbres, los factores de seguridad se deben determinara en forma pirobalística. En general, los establecen grupos de ingenieros con experiencia, quienes escriben códigos y especificaciones que usan otros ingenieros y a veces hasta se promulgan como leyes. Las disposiciones de los códigos y reglamentos pretenden dar grados razonables de seguridad sin que los costos aumenten demasiado.

En el diseño de aviones, se acostumbra hablar del margen de seguridad, mas que del factor de seguridad. El margen de seguridad se define como el factor el factor de seguridad menos 1:

Con frecuencia, el margen de seguridad se expresa en porcentaje, en cuyo caso se multiplica el valor anterior por 100. Así, una estructura que tienen una resistencia real que sea 1.75 veces la requerida tiene un factor de seguridad de 1.75 y un margen de seguridad de 0.75 ( o 75%). Cuando el margen de seguridad se reduce a cero o menos, la estructura (probablemente) fallará.

ESFUERZOS ADMISIBLES

Los factores de seguridad se definen e implantan de diversa formas. Para muchas estructuras es importante que el material permanezca dentro del intervalo linealmente elástico, para evitar deformaciones permanentes cuando se quiten las cargas. En estas condiciones se establece el factor de seguridad con respecto al esfuerzo de fluencia (o la resistencia

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