Investigación sobre torsión en el campo del marino mercante

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Partes: 1, 2

2. Torsión
3. Deformación en árboles de sección circular
4. Esfuerzo cortante en árboles de sección circular
5. Ángulo de torsión
6. Árboles de transmisión de potencia
7. Torsión en buques
8. Conclusiones
9. Ejemplos
10. Bibliografía

INTRODUCCIÓN

Con este trabajo pretendo conceptualizar, y definir lo que se entiende por Torsión. Además, he dividido el trabajo en seis aspectos fundamentales para determinar la capacidad de carga o esfuerzo de un eje sin que se deforme permanentemente y sin perder sus propiedades .físicas. Se demuestran las fórmulas que determinan el esfuerzo, la deformación, el ángulo de torsión, el esfuerzo y la deformación cortante, entre otros.

Un aspecto importante de este trabajo lo encontramos en "Torsión en Buques", su importancia reside en la posibilidad de aplicar los conocimientos adquiridos, directamente en nuestra área de estudios. Este trabajo es un esfuerzo que nos aporta, el manejo directo sobre problemas prácticos susceptibles de ser enfrentados en nuestra vida como hombres de mar.

CONTENIDO TEÓRICO

TORSIÓN

Entendemos por Torsión la deformación de un eje, producto de la acción de dos fuerzas paralelas con direcciones contrarias en sus extremos. (Ver figura 1).

Figura 1. Torsión en eje.

En términos de ingeniería, encontramos Torsión en una barra, eje u objeto, cuando uno de sus extremos permanece fijo y el otro se somete a una fuerza giratoria (un par). (Ver figura 1.1).

Figura 1.1. Torsión en una barra.

Cuando un árbol de sección circular es sometido a Torsión, debe cumplir lo siguiente:

2. Las secciones del árbol de sección circular deben permanecer circulares antes y después de la torsión.
3. Las secciones planas del árbol de sección circular deben permanecer planas antes y después de la torsión sin alabearse.
4. La Torsión que se le aplicara al árbol de sección circular debe estar dentro del rango de elasticidad del material.
5. La proyección sobre una sección transversal de una línea radial de una sección, debe permanecer radial luego de la torsión.

En ingeniería, torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.

La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por la dos curvas. En lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de él (ver torsión geométrica).

El estudio general de la torsión es complicado porque bajo ese tipo de solicitación la sección transversal de una pieza en general se caracteriza por dos fenómenos:

2. Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal. Si estas se representan por un campo vectorial sus líneas de flujo "circulan" alrededor de la sección.
3. Cuando las tensiones anteriores no están distribuidas adecuadamente, cosa que sucede siempre a menos que la sección tenga simetría circular, aparecen alabeos seccionales que hacen que las secciones transversales deformadas no sean planas.

El alabeo de la sección complica el cálculo de tensiones y deformaciones, y hace que el momento torsor pueda descomponerse en una parte asociada a torsión alabeada y una parte asociada a la llamada torsión de Saint-Venant. En función de la forma de la sección y la forma del alabeo, pueden usarse diversas aproximaciones más simples que el caso general.