Diseño para Fatiga - webaero

1. INTRODUCCIÓN
Todos los conceptos contenidos en las lecciones
14.1 y 14.2 relacionados con el diseño de
estructuras contra las cargas de fatiga y con los
procedimientos de evaluación de la fatiga son aplicables
a las uniones atornilladas. No obstante, la
presencia de discontinuidades geométricas (agujeros,
modificaciones de sección) ocasionan concentraciones
de tensiones que aumentan localmente
e influyen sobre la resistencia a la fatiga.
En los tornillos, las concentraciones de tensiones
se producen en el fondo de la rosca, la salida de
la rosca y el radio bajo la cabeza. Normalmente el
agotamiento de los tornillos sometidos a tensión
cíclica se produce en este último emplazamiento
o en la primera rosca bajo la tuerca.
El diseño de las uniones tiene una gran
importancia; la resistencia a la fatiga depende
finalmente del recorrido real de las cargas a través
de la unión y de la fluctuación de las tensiones
que se produzca en las áreas sensibles a la
fatiga.
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(a) Sin precarga
(b) Con precarga
Figura 2 Ejemplo de conexiones atornilloadas bajo tracción
Figura 1 Ejemplo de una conexión atornillada bajo tracción
Es posible distinguir dos casos de carga en
una unión atornillada. Uno de ellos se produce
cuando la carga está en la dirección axial de los
tornillos y el otro cuando la transferencia
de la carga es perpendicular al eje del
tornillo. En esta lección, estos dos tipos
se denominan de la siguiente manera:
F
F
I Uniones atornilladas cargadas a
tracción
II Uniones atornilladas cargadas a
cortante.
Un ejemplo del primer tipo de
carga lo constituye una unión del ala
atornillada como la que se muestra en
la figura 1. Un ejemplo del segundo tipo
sería una unión de platabanda atornillada
en el ala de un perfil de viga o una
tira simple (véase la figura 2). En este
último caso, la carga se transfiere por
cortante, bien sea en los tornillos (para
los tornillos sin pretensado) o en las
superficies de la chapa (para los tornillos
pretensados).
Además de estas dos situaciones
de carga, es posible la combinación
de ambas.