Diseño para Fatiga - webaero

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ción de las fuerzas reducida en los tornillos. La fuerza de contacto de la unión, que se desarrolla apretando los tornillos a su pretensado, también debe localizarse en una posición favorable. Esto se ilustra en la figura 9 mediante una unión del ala en la que el espesor del ala es mucho menor que en el ejemplo anterior y, por lo tanto, resulta flexible a la flexión. En la unión del ala de dos uniones en T, se ha establecido el emplazamiento de las fuerzas de contacto mediente la introducción de calzas movedizas de dos maneras diferentes. El emplazamiento de las calzas define el emplazamiento de las fuerzas de contacto. En ambos casos los tornillos están apretados al mismo pretensado. En la figura 9 también se muestran los modelos esquemáticos del sistema de resortes relevante. Área de Contacto en el Centro En los casos en los que las calzas, y por lo tanto las fuerzas de contacto, se sitúan en el centro, hay en efecto un resorte muy rígido en la zona central en com<strong>para</strong>ción con los dos resortes más flexibles que representan la flexibilidad del tornillo y la flexibilidad a la flexión de las alas (en este caso, estas últimas constituyen la parte más importante de la flexibilidad total). Este caso es similar a la situación del apartado anterior, con una diferencia mucho mayor de la rigidez entre el área de contacto y los tornillos + alas debida a la flexión de las alas. Área de Contacto en el Extremo de las Alas En los casos en los que el área de contacto se encuentra en el extremo de las alas (figura 9a) los resortes que representan el área de contacto y la flexibilidad a la flexión de la totalidad de las alas 162 son muy flexibles. Por lo tanto, los resortes, que representan los tornillos más una parte de las alas, tienen una rigidez relativamente mucho mayor. Como resultado de ello, la desviación de la fuerza externa F t producirá una desviación en las fuerzas de los tornillos de una magnitud prácticamente similar. Resultados de las Mediciones Para los ejemplos anteriores se han efectuado mediciones reales de las fuerzas de los tornillos [2]. Las fuerzas de los tornillos medidas en estas dos situaciones se ofrecen en la figura 10. En cada uno de los casos, se apretaron los tornillos hasta un pretensado F v de 100 kN en cada uno de ellos. En la figura 10 se dibuja la fuerza en el tornillo F b mediante la línea gruesa como una función de la carga externa F t . A una F t de cero, F b comienza al pretensado de 100 kN. También se ofrece la fuerza externa F t mediante la línea de rayas bajo un ángulo de 2F t 2F t 2F t 2F t 2F t 2F t 2F t Fb 2Fc Fb Fc Fb Fb Fc 2F t (a) (b) Figura 9 Conexión entre alas con emplazamientos diferentes de las fuerzas de contacto
Fb (kN) 150 100 Fv Fc 45 o 2F t 2F t ΔF b 45°. A partir del equilibrio de las fuerzas se observa que la distancia vertical entre esta línea y la línea gruesa de la fuerza del tornillo medida es igual a la fuerza de contacto F c . COMPORTAMIENTO ANTE FATIGA… F b (kN) 200 150 2F t F c F v F t Ft 2F t 100130 Ft (kN) 0 50 100 ΔF b F t (kN) (a) Fuerza de contacto en el centro (b) Fuerza de contacto en los bordes de las alas 45 o Figura 10 Medición de las fuerzas en los tornillos en función a la carga externa Sección tubular En la situación con el contacto en el centro (figura 10a) las fuerzas de los tornillos se mantienen casi constantes hasta que la fuerza externa sobrepasa el pretensado F v . Esto signifi- Sección tubular (a) (b) (c) Figura 11 Diferentes emplazamientos del área de contacto: la variación de carga que experimentan los tornillos por una variación dada de las fuerzas externas aplicadas aumentará de (a) a (c) 163
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