Se emplean para transmitir
potencia de un punto a
otro, Estos ejes pueden ser
sólidos, o huecos.
Al denotar la distancia
perpendicular ρ desde la
fuerza dF hasta el eje de la
flecha, y expresando que la
suma de momentos de las
fuerzas cortantes dF
alrededor del eje es igual en
magnitud al par T
ʃρdF = T
Como dF = τdA,
donde τ es el
esfuerzo cortante en
el elemento de área
dA, también se
puede escribir
ʃρ(τdA) = T
Deformaciones en
un eje circular
Esfuerzos en el
rango elástico
El esfuerzo cortante
a cualquier distancia
ρ se denota como
ÁNGULO DE
TORSIÓN EN EL
RANGO ELÁSTICO
Relación entre el ángulo de
torsión φ de un eje circular y el par
de torsión T ejercido sobre el eje.
Formula cuando hay diferentes
puntos de torcion en un eje.
EJES
ESTÁTICAMENTE
INDETERMINADOS
Debido a que la estática
no es suficiente para
determinar los pares
internos y externos, se
dice que los ejes son
estáticamente
indeterminados.
DISEÑO DE EJES DE
TRANSMISIÓN
Para determinar el par de torsión
ejercido sobre el eje, la potencia P
asociada con la rotación de un
cuerpo rígido sujeto a un par T es
donde ω es la velocidad angular
del cuerpo expresada en
radianes por segundo (rad/s).
Pero ω = 2π f, donde f es la
frecuencia de rotación (es decir,
el número de revoluciones por
segundo). La unidad de
frecuencia es 1 s–1 y se llama
hertz (Hz). Al sustituir ω
CONCENTRACIONES DE
ESFUERZO EN EJES
CIRCULARES
Donde el esfuerzo Tc/J es el
esfuerzo calculado para el eje
de menor diámetro, y K es
un factor de concentración
de esfuerzos.
Deformaciones plásticas
Aun cuando no se aplique la ley
de Hooke, la distribución de
deformaciones en un eje circular
es siempre lineal. Si se conoce el
diagrama esfuerzo-deformación
a cortante para el material, es
posible graficar el esfuerzo
cortante τ contra la distancia ρ
desde el eje de la flecha para
cualquier valor dado de τmáx. Al
sumar el par de torsión de los
elementos anulares de radio ρ y
espesor dρ, el par T se expresa
como
Flexión pura
La flexión es un concepto
importante usado en el di- seño
de muchas componentes de
máquinas y estructurales, como
vigas y trabes.
Deformación
normal a flexión
las secciones transversales
permanecen planas a me-
dida que un miembro se
deforma.
Deformación con
respecto al eje neutro
Esfuerzo
normal en el
rango elástico
La deformación normal σx
varía linealmente con la
distancia al eje neutro.
Utilizando el esfuerzo
máximo σm, el esfuerzo
normal es
Distribución de esfuerzos
para la fórmula de flexión
elástica.
Curvatura de
un miembro
Carga axial
excéntrica
La distribución del esfuerzo en un miembro
excéntricamente cargado se obtiene
superponiendo las distribuciones de flexión axial
y pura.
Flexión asimétrica
se puede usar la fórmula de
flexión, siempre que el
vector del momento M esté
dirigido a lo largo de uno de
los ejes centroidales
principales de la sección
transversal.
Flexión asimétrica con
momento flector no en un
plano de simetría.
Momento aplicado
descompuesto en
componentes y y z.
Carga axial excéntrica general
Miembros curvos
Geometría de un
miembro curvo.
La distancia R del centro de
curvatura del miembro a la
superficie neutra es
transversal. El esfuerzo
normal a una distancia y
de la superficie neutra es