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CAPITULO III: DISEÑO DE LEMENTOS POR CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS, CARGAS CÍCLICAS Y FATIGA [70]

Para S y = 0.55Su Para S y = 0.95Su

0.5Su  1 − 10,000  = 30,000 0.5Su  1 − 10,000  = 30,000
2 0.55Su 2 0.95Su

Su − 18,182 − Su = 60,000 Su − 10,526 = 60,000
2 Su 2

Su = 156,364 lb Su = 141,052 lb
pu lg2 pu lg2

EjemploN°3.9 : Una flecha de diámetro de 2” hecha de acero al carbono endurecida
hasta 200 Brinell se sujeta a una torsión que fluctúa entre 24,000 lb–pulg y -6,000 lb-
pulg ¿Cuál es el factor de seguridad por el método de Soderberg?

τ máx = T .r = 24,000x1 = 15,279 lb
J π 24 pu lg2

32

τ min = − 6,000x1 = −3820 lb
π 24 pu lg2

32

τa = τ máx − τ min = 15,279 + 3820 = 9549.5 lb
2 2 pu lg2

τm = τ máx + τ min = 15,279 − 3820 = 5729.5 lb
2 2 pu lg2

Importante: El límite de fatiga a torsión cíclica es aproximadamente la mitad del límite
de duración a flexión.

• Para aceros:

Sns = 0.5Sn = 0.25Su

S ys = 0.5S y

• Para metales y aleaciones no ferrosas:

Sns = 0.2Su

• Para fierro fundido:

Sns = 0.8Su

• Por tablas: para acero al carbono de 200 Brinel:
Su = 100,000 psi
Sy = 55,000 psi

τa = Sns  1 − τm 
F.S S ys

9549.5 = 0.25Su 1 − 5729.5 
FS 0.5S y

9549.5 = 25,000 1 − 5729.5 
 FS 27,500

1 = 9,549.5 + 5,729.5 = 0.382+ 0.208 = 0.59
FS 25,000 27,500
.FS =1.69

DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS I