Diseño para Fatiga - webaero

F b
2F c
2F t
2F t
F b
ficies en contacto se separen, debido a que la
fuerza externa sobrepasará a la fuerza de pretensado
F v . En ese momento, la situación es
equivalente al caso sin pretensado.
Siempre que la carga externa F t esté por
debajo de la fuerza de pretensado F v , la situación
puede considerarse como un sistema de
tres resortes. Los tornillos constituyen dos resortes
de pequeño tamaño, mientras que las dos
alas forman un resorte rígido (figura 8).
El diagrama de la derecha de la figura 8
proporciona la relación entre las diferentes fuerzas.
Cuando no hay carga externa (F t = 0) el
alargamiento debido al pretensado de los tornillos
se encuentra en el punto A de este diagrama.
Cuando se aplica una carga externa F t , se
producirá un estiramiento en la unión, lo que
producirá un alargamiento de los tornillos y del
espesor del ala que, a su vez, producirá un
aumento de F b y, al mismo tiempo, una reducción
del esfuerzo de compresión F c en las alas,
tal y como se ha indicado. En cada etapa, la
siguiente relación proporciona:
F b = F c + F t
F b
Figura 8 Conexión entre alas con tornillos con precarga
Del diagrama se deriva que el aumento de
la fuerza externa se ve compensado en su mayor
parte por una disminución de la fuerza de contacto
F c y por un pequeño incremento de las
fuerzas en los tornillos F b .
l
COMPORTAMIENTO ANTE FATIGA…
2F t
2F c
2F t
F b
F b, F c
F v
F b
La cantidad de la desviación de las fuerzas
en los tornillos, debida a la desviación en las
fuerzas externas, depende del ratio de la rigidez
entre las alas y los tornillos. Por lo tanto, cuanto
más flexibles sean los tornillos menor será la
desviación de la fuerza que sufrirán. El aumento
de la longitud de los tornillos mediante la inserción
de arandelas o la utilización de arandelas
del resorte será beneficioso, puesto que se traducirá
en que los dos resortes del diagrama (que
son los tornillos y la arandela potencial, etc)
serán más flexibles. La inserción de juntas elásticas
entre las alas hará que el montaje de las
alas tenga una mayor flexibilidad y produciría un
efecto perjudicial. Las alas deben tener un gran
espesor con el fin de reducir la flexibilidad a la
flexión; en caso contrario la zona de contacto se
convierte en un área crítica.
3.2 El Efecto del Emplazamiento
del Área de Contacto
En el apartado anterior se ha mostrado
que el pretensado de los tornillos situados en
una unión cargada a tracción reduce la desviación
de las fuerzas en los tornillos y, por lo tanto,
puede evitar el agotamiento por fatiga de los tornillos.
El pretensado en los tornillos debe ser
mayor que la carga externa.
Sin embargo, el pretensado por sí solo no
constituye siempre una garantía de una desvia-
A
F c
ΔF b
ΔF c
Δl
F t
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