Capítulo 6 Esfuerzos de contacto
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- Emilia Torres Santos
- hace 9 años
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1 7/0/009 Capítulo 6 Esfuezos de contacto Pofeso: Libado Vanegas Diseño I acultad de Ingenieía Mecánica Univesidad Tecnológica de Peeia de octube de 009 Esfuezos de contacto: casos típicos Los esfuezos de contacto ocuen cuando se tansmiten cagas a tavés de supeficies que pesentan contactos puntuales o a lo lago de una línea Líneas de contacto Puntos de contacto
2 7/0/009 Elasticidad áeas - esfuezos Tes tipos de contacto (a) Convexo - convexo (b) Convexo - cóncavo (c) Convexo - plano
3 7/0/009 Esfuezos de Hetz Los esfuezos de contacto tatados en este capítulo se conocen como esfuezos Hetzianos, debido al investigado Hetz (88) Condiciones: Las cagas aplicadas sobe los cuepos cean en la zona de contacto sólo defomaciones elásticas sujetas a la ley de Hooke Cagas nomales a las supeficies de contacto, en eposo o en odadua pua Mateiales homogéneos e isótopos El áea de contacto es muy pequeña compaada con la supeficie de los cuepos que se tocan El contono de la supeficie de contacto es en geneal una elipse. En casos paticulaes la supeficie de contacto toma foma cicula o ectangula. Casos estudiados: esfea - esfea (huella cicula) y cilindo - cilindo (huella ectangula) Elipse Cículo Rectángulo Contacto esfea - esfea Cóncava Plano Distibución de esfuezos semi-elipsoidal Convexa a (a) Elementos esféicos en contacto bajo la acción de una fueza de compesión (b) Áea de contacto cicula de adio a, y distibución del esfuezo de compesión a S smax ( ( 0.75 / / a (/ / ) ( ( pcmax ( ) ( ) ( ) 9 z a 7 Si = = 0. (po ejemplo, aceo) / E / E a 0.88 / / a S 0. 4 smax ) / / 0.66 (/ E / E z 0. 6a
4 7/0/009 Contacto cilindo - cilindo Cóncavo Plano Convexo b b w Distibución de esfuezos: pisma semi-elíptico (a) Elementos cilíndicos en contacto bajo la acción de una fueza de compesión (b) Áea de contacto ectangula de ancho w, y distibución del esfuezo de compesión Si = = 0. (po ejemplo, aceo) w 4 b 4 wb ( ( / / b ( / / ( w.5 b / E / E / / 4 / / 0.59 wb b(/ E / E ) S smax z 0. 4w atiga supeficial Algunas gietas se desaollan en el inteio, ya que el esfuezo cotante máximo ocue a cieta pofundidad (z ) de la supeficie La esistencia a la fatiga supeficial existe paa vida finita Ejemplo: S c@0 8 Supeficies en contacto Gieta saliendo a la supeficie, debido a la acción continua de los esfuezos y el lubicante atapado en ella omaxl/index.php?site=balz ERS_EN_suface_fatigue /images/cat/images/ 5/5_5/ls40_44.jpg t+epaiwelding&lang=en entwoks&lang=en 4
5 7/0/009 Desgaste de los elementos de máquinas El odamiento de las supeficies en contacto genealmente va acompañado de deslizamiento elativo: Resbalamiento po sobecaga Deslizamiento geomético Deslizamiento elástico Deslizamiento elástico Deslizamiento geomético Plazo de sevicio de las máquinas La vida útil de muchas piezas de máquinas queda estingida po el desgaste de sus supeficies de tabajo. Po ejemplo, debido a: atiga supeficial Desgaste po adheencia Desgaste abasivo Desgaste coosivo Desgaste po sobecaga Peíodos de tabajo Peíodo de asentado Peíodo de explotación o tabajo nomal Peíodo de desgaste catastófico (a) Peíodo de Asentado (b) Peíodo de Tabajo Nomal igua 6.8 Pogeso del desgaste en elementos de máquinas 5
6 7/0/009 Algunos factoes que indicen en el desgaste La velocidad de desgaste depende de: Los mateiales de las supeficies en contacto Magnitud y caácte de la caga Velocidad de deslizamiento Lubicación Refigeación Actividad física y química del medio Algunos mateiales antificción son: Babbit Bonce Hieo fundido Cietas fundiciones plásticas Vías constuctivas paa aumenta la vida útil La diección del flujo de las fuezas debe se tal que el mayo volumen de la pieza tome pate en la pecepción de éstas. La foma de la pieza debe asegua la tansmisión de la caga po toda la supeficie de contacto poyectada, peo sólo po ésta. Al constui una pieza, deben evitase las tansiciones buscas, es deci, cambios buscos en la foma (ya que son sitios de concentación de esfuezos, pejudiciales con cagas cíclicas). La esistencia mecánica debe se en lo posible igual en todas sus secciones. Conviene sepaa el flujo de fueza de la zona popensa a la concentación de la caga. Esto tiene el fin de distibui unifomemente el flujo de fueza po el volumen de la pieza. Distibui unifomemente la fueza po toda la supeficie de contacto, paa favoece la exclusión de los sitios de posible concentación de esfuezos 6
7 7/0/009 Bibliogafía DOBROVOLSKI, V.. Elementos de Máquinas. Moscú: MIR, 98. Tecea edición. NORTON, Robet L.. Diseño de Máquinas. México: Ed. Pentice-Hall (Peason), 999. AIRES, V. M.. Diseño de Elementos de Máquinas. México: Editoial Limusa, ª Reimpesión veifica 7
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