Tensiones localizadas producidas por discontinuidades geométricas combinadas

Abstract

Los componentes mecánicos, especialmente en máquinas y estructuras metálicas, se diseñan con formas diversas que incluyen cambios de sección, agujeros, zonas roscadas, chaveteros y múltiples discontinuidades geométricas que producen elevaciones localizadas de las tensiones. En oportunidades, se presenta la superposición de dos o más discontinuidades en una misma sección o en secciones muy cercanas, dificultando la determinación del valor de la tensión localizada. Se aplica un software de cálculo de tensiones por elementos finitos para obtener la distribución de las tensiones localizadas en un espécimen con discontinuidades geométricas combinadas, expuesto a carga axial. Se elaboran gráficos de utilización simple a los fines prácticos del diseño mecánico. El análisis que presenta este artículo se limita a un cuerpo con discontinuidades geométricas de dimensiones macroscópicas, es decir, suficientemente grandes como para evitar la aplicación de otras teorías de análisis de tensiones.

Mechanical components, especially in machines and metal structures, are designed in several forms including section changes, holes and multiple geometric discontinuities that produce high localized stress. Occasionally, the overlap of two or more discontinuities occurs in the same part or in very close parts of a piece, making it difficult to determine the value of the localized stress. Stress calculation software based on finite elements is applied to obtain the distribution of localized stress in a specific piece with combined geometric discontinuities and exposed to axial load. Graphs elaborated for practical purposes of the mechanical design are prepared. The analysis presented in this article is limited to bodies with macroscopic dimension geometric discontinuities, large enough to avoid the application of other stress analysis theory.