DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS I

DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS I

Jorge F. Ma San Zapata (CV)
Universidad Nacional de Piura

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2.3.-DIAGRAMA DEL CÍRCULO DE MOHR

Método gráfico para expresar las relaciones obtenidas de los esfuerzos, muy eficaz para visualizar el estado de esfuerzos y tener en cuenta la dirección de un sistema de coordenadas.

  • Los esfuerzos normales se representan en las abscisas y los cortantes en las ordenadas.
  • Los esfuerzos principales también vienen dados por:

 

      ( Ec. 2.13)                        (Ec. 2.14)
                                          (Ec. 2.15)

Fig.2.6

 

 

EjemploN°2.2:

Un elemento de esfuerzo tiene , se desea hallar: 

  • Los esfuerzos y las direcciones principales, e indicar en el elemento su orientación correcta (con respecto al sistema xy)
  • Trazar otro elemento que muestre determinando los esfuerzos normales correspondientes.

Gráficamente se pueden obtener los resultados

                                          

                                                     

  • Empleando las ecuaciones

El esfuerzo esta a 45° respecto a las normales es decir 45°- 25.7°=19.3°
 EjemploN°2.3:

  • CARGA AXIAL


El elemento está sometido sólo a carga axial, se
desprecia el peso del elemento.

En cualquier parte del cuerpo estará sometido a un
mismo esfuerzo.

Área resistente: A = 900 mm2

Esfuerzo

  • FLEXIÓN


Los puntos A y B son críticos, porque soportan el mayor esfuerzo flector.

 

  • TORSIÓN

Los puntos críticos se presentan a todo lo largo de la superficie exterior del elemento.

  • CARGA AXIAL PURA


 



Si la barra es de sección cuadrada        4.5 cm de lado
En este caso todos los puntos del elemento están sometidos al mismo esfuerzo.

     
         
  • FLEXIÓN AISLADA

Momento de inercia sección cuadrada       

 

 
     Los puntos A y B son puntos críticos
     

  • TORSIÓN PURA


Los puntos críticos se presentan a todo lo largo de la superficie exterior del elemento.

  • FLEXIÓN Y TORSIÓN


En el punto A:

En el punto B:

Para el Punto A:

Para el Punto B


  • Los signos de los esfuerzos normales máximos indican tracción o compresión, mientras que los signos de los esfuerzos cortantes máximos no tienen importancia ya que el diseño se basa en la magnitud.
  1. FLEXIÓN Y CARGA AXIAL


τxy = 0   no existe torsor
En el Punto A

En el Punto B

Otro ejemplo de flexión y carga axial:


En el punto A

  1. TORSIÓN Y CARGA AXIAL

 



  1. FLEXIÓN, CARGA AXIAL Y TORSIÓN

 

Los esfuerzos máximos se presentan en los puntos A y B.

En el punto A:

En el punto B:

 

EjemploN°2.4: Calcular el esfuerzo cortante máximo en la sección A-A y en la sección B-B

 Diagrama de cuerpo libre sobre la sección A-A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En el punto N, Sy=0 y Ƭxy=0



En la sección B-B


         Diagrama de cuerpo libre

            


           

 

EjemploN°2.5: Determinar el esfuerzo normal  máximo y el esfuerzo cortante máximo en la sección A-A

Puntos críticos en A y B

EjemploN°2.6:

El brazo que se muestra en la figura, es parte de un eslabón en que la fuerza horizontal de 40kg es transferida a F2 que actúa en forma vertical. La manivela puede pivotar sobre el pin 0.

Solución:
F2 x 5.5 = 40 x 4
F2 = 29.09 kg

La fuerza descendente F2 provoca un momento respecto a la sección del pin, existe un momento de reacción interna.

 

 


 

EjemploN°2.7: