Diseño para Fatiga - webaero

4.2.2 Comportamiento de los tornillos
transmisores de fuerzas externas
Como puede deducirse a partir de la figura 1, las fuerzas de
palanca del detalle pueden ignorarse cuando se proporciona
un anillo de asiento.
En el caso de que no exista pretensado en los tornillos, la
fuerza de tracción por tornillo debido a las fuerzas externas
oscilaría entre:
1440
960
Ft.b.max = = 120 kN, y Ft.b.min = = 80 kN
12
12
En el caso del pretensado de los tornillos, hasta 212 kN, en
presencia de un anillo de contacto situado cerca de la pared
del tubo, las fuerzas externas se transfieren mediante la disminución
de la fuerza de contacto. La tracción en el tornillo
permanece prácticamente constante. Por lo tanto, los tornillos
no se ven sometidos a fatiga ya que la carrera de tensión
en los tornillos mismos es reducido o inexistente. Es
necesario comprobar que la fuerza de contacto sea mayor
que la fuerza externa. Con el fin de asegurar que no se produzca
fatiga en los tornillos, se tiene en cuenta un coeficiente
de seguridad para el pretensado de los tornillos.
En este caso se selecciona un coeficiente de seguridad de
γ Mf = 1,25 puesto que se trata de un componente no seguro
ante el agotamiento que está sometido a inspección y mantenimiento
periódicos y es accesible. Se asume que la carga
de fatiga asignada ya incorpora el valor apropiado de un
coeficiente de seguridad, por lo tanto γ Ff = 1,0.
Atendiendo al valor estimado del pretensado de los tornillos
y utilizando el coeficiente de seguridad γ Mb = 1,25, el cálculo
se efectúa con un pretensado de:
F p = 212/1,25 = 170 kN
Ahora se ha de considerar una fuerza de contacto de F c =
12 × 170 = 2040 kN.
La fuerza externa total tiene una magnitud de F t.max = 1440 kN
La fuerza externa no es superior a la fuerza de contacto
causada por la fijación de los tornillos pretensados.
Por lo tanto, los tornillos no se ven sometidos a la fatiga.
CÁLCULOS DE LA VIDA…
La figura 2 muestra el comportamiento de los tornillos pretensados.
Es posible observar que la transmisión de la parte
proporcional de la fuerza externa por tornillo (F t.b ) se produce
mediante la reducción de la fuerza de fijación en el tornillo
(F c.b ), sin modificar la tracción.
Referencia
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