Problema de aplicacin

La mnsula que se muestra, esta formada por un tubo y una pletina, y se encuentra sometida a una carga F de variacin senoidal.La fijacin del tubo a la pared, y de la pletina con el tubo, es por medio de soldadura y puede suponerse que esto implica que el coeficiente de concentracin de esfuerzos por fatiga, es de 2,5 a la flexin y de 2,8 a la torsin.El tubo y la pletina son de acero SAE 1020 laminado en frio.a) Si F = 20 [kp], variando segn un ciclo alternado simtrico, determinar el factor de seguridad a vida infinita con que trabaja la mnsula, considerando un nivel de supervivencia del 80%b) Si se cambiara el tubo por una barra circular solida, maquinada, determinar si dimetro sabiendo que la fuerza variara entre 10 [kp] y 40 [kp], esperndose un factor de seguridad mnimo de 1,6 para la barra.c) Con estas nuevas dimensiones, cual ser la fuerza mxima que podr aplicarse, si la fuerza varia segn un ciclo intermitente, y se desea un factor de seguridad a vida infinita mnimo de 2 para la mnsula.Solucin,Propiedades mecnicas del material:

Luego, a) Ciclo alternado simtrico Luego,

Anlisis de la pletina: flexin plana alternativa

Seccin crtica: unin con el tubo en el plano y-z

Ajuste limite de fatiga:Factor confiabilidad Para 80% supervivencia D = 0,9 Factor de acabado superficial: con y superficie mecanizada Facto de tamao: dado que se tiene una seccin no circular, se empleara el criterio de rea equivalente para determinar un dimetro equivalente.

Aeq= 2*6*10 = 120 [mm2] = *deq2 /4 deq 12,4 [mm]Luego, Entonces ,

Aplicando la ecuacin de diseo en la seccin critica, punto C:

^

Aplicando la ecuacin de diseo en la seccin critica, punto D:

Anlisis en el tubo : Flexin plana alternativa y torsin reversibleSeccin critica: unin con la pared en el x-y para la flexin y en el plano y-z para la torsin.-

Ajuste Limite de fatiga: CR=0,93 ^ CF =0,7 (tubo sin maq.)

Luego, Entonces, Aplicando la ecuacin de diseo en el pto A:

Aplicando la ecuacin de diseo en el punto B:

Luego, la mnsula trabaja con factor de seguridad 2,8 limitada por el punto C de la pletina.

b) Ciclo pulsatorio:

Seccin critica: unin con la pared en el plano (X-Y) para la flexin y en el plano (y-z) para la torsin.

Ajuste limite de fatiga: Con d [mm] 8