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CAPITULO III: DISEÑO DE LEMENTOS POR CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS, CARGAS CÍCLICAS Y FATIGA [71]
EjemploN°3.10 : Una barra redonda de acero AISI C1018, estirada en frío, se proyecta
para resistir una carga previa de tracción de 3600 kg y una carga fluctuante de tracción
que varía de 0 a7200 kg. Debido al proyecto de sus extremos la barra tienen un
coeficiente geométrico de concentración de tensiones de 2.10, que corresponde a un
acuerdo de 3,20mm ¿Cuál será el radio de la barra, si el margen de seguridad nunca
deberá ser menor de 100 por 100? La barra ha de proyectarse para una vida infinita.
SOLUCIÓN:
Según tablas el material tienen las siguientes propiedades mecánicas.
Sy = 4900 kg/cm2 Su = 5750 kg/cm2
Así pues el límite de fatiga será: S’n = 0.5xSu=2875 kg/cm2
El valor del coeficiente de superficie ka = 0.76
El valor del coeficiente de tamaño para cargas axiales kb = 1
El valor de la sensibilidad a la entalla q = 0.8
El valor de kf = 1+q(kt-1) = 1+0.8 (2.10 – 1) = 1.88
Dando como resultado el valor por concentración de tensiones
ke = 1 = 1 = 0.531
kf 1.88
El valor del límite de fatiga será Sn = 1.76x1x0.531x2875=1,165 kg/cm2
Determinamos las tensiones:
• La tensión estática es:
σs = Fs = 3600 = 4580 kg / cm2
A πd 2 d2
4
• Recorrido de las tensiones:
σr = Fr = 7200 = 9160 kg / cm2
A πd 2 d2
4
• Por tanto la amplitud:
σa = σr = 4580 kg / cm 2
2 d2
• En este caso la tensión
media será:
σm =σs +σa = 9160
d2 kg / cm2
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS I
