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Nota para tecnología de mantenimiento de elementos de máquinas
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Prof. Javier Borda Elejabarrieta
Presidente de Sisteplant
CONCENTRACIÓN DE TENSIONES Y COEFICIENTES DE SEGURIDAD
Ambas, Concentración de tensiones (CT) y coeficientes de seguridad (CS) están íntimamente relacionadas dado que:
Los Coeficientes de Seguridad (CS) deben utilizarse únicamente como cobertura de imponderables aleatorios
Algunos de estos imponderables se dan en:
a/. Por el tipo de trabajo
- El pandeo, por la dificultad de fijar la desalineación carga-centro neutro,
Aplicar el CS a la fuerza, no a la geometría
- La flexión pura trabajando cerca del punto de fluencia con materiales, dúctiles
Aplicar CS a la geometría, disminuyendo la tensión total máxima
- Flexión dinámica, fatiga, peligro de armónicos en resonancia,
Aplicar CS a la fuerza y a la geometría alejando la frecuencia natural
(el trabajo dinámico con materiales frágiles debe evitarse siempre)
b/. Por la calidad constructiva y de materiales
- Fisuras y microgrietas no detectadas,
Aplicar el CS a la geometría
- Imprecisiones de cálculo por geometría compleja
Aplicar CS a la carga
En trabajo dinámico alternativo, los puntos de concentración de tensiones (K) deben evitarse o minorarse en el proyecto o MRO
ALGUNOS EJEMPLOS EN FLEXIÓN DE EJES O VIGAS
MAL: las tensiones “penetran” en el refuerzo, es un elemento más del eje mal concebido
BIEN: las tensiones “no penetran” en el refuerzo.
Donde: σ = tensión longitudinal τ = tensión de cortadura
OBSERVEMOS que: los coeficientes de concentración de tensores K se dan porque en el punto crítico las líneas de igual tensión se juntan y se hacen iguales a la mayor más exterior,
LO QUE CREA UN MAYOR ESFUERZO EN UNA DIRECCIÓN NO PREVISTA
ÁRBOLES GIRATORIOS DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA (DIÁMETRO d)
Aliviar el problema:
También, aunque aparentemente sea contraintuitivo, puede hacerse así:
Evitar resonancia ejes:
Se trata de evitar aumentar las yi y partir del eje por resonancia con la frecuencia natural de oscilación ωn
Evitar que la pulsación de giro Ω se acerque a este valor
Las flechas yi son fácilmente deducibles por cálculo, o directamente por medición láser.
