Diseño en ingenieria mecanica de Shigley

430 PARTE TRES Diseño de elementos mecánicos
Tabla 8-17
Resistencias a la fatiga
completamente corregidas
de pernos y tornillos
con roscas laminadas*
Grado o clase Intervalo de tamaños Resistencia a la fatiga
SAE 5
SAE 7
SAE 8
1
-1 pulg
18.6 kpsi
4
1 1 -1 1 pulg
8 2
1
4 -1 1 pulg
2
pulg
1
4 -1 1 2
16.3 kpsi
20.6 kpsi
23.2 kpsi
ISO 8.8 M16-M36 129 MPa
ISO 9.8 M1.6-M16 140 MPa
ISO 10.9 M5-M36 162 MPa
ISO 12.9 M1.6-M36 190 MPa
*Carga axial, repetidamente aplicada, completamente corregida.
Figura 8-20
Diagrama de fatiga del diseñador
que muestra una línea
de falla de Goodman y el
modo en que se utiliza una
línea de carga para definir la
falla y la seguridad en uniones
con pernos precargadas a
fatiga. En el punto B no hay
falla y el punto C representa
la falla.
Esfuerzo alternante a
S e
Línea de carga
1
S a
C
B
a
1
A
F
i
i = At
m
D
S a
S m S ut
Esfuerzo constante m
máxima P. Por ejemplo, ésta sería la situación en un cilindro a presión, donde una presión
puede existir o no. Para tales casos, F máx = F b y F mín = F i y el componente alternante de la
fuerza es F a = (F máx − F mín )/2 = (F b − F i )/2. Al dividir el resultado entre A t se obtiene el
componente alternante del esfuerzo del perno. Empleando la notación de la sección 8-7 con
la ecuación (8-24), se obtiene
σ a = F b − F i
2A t
= (CP + F i)−F i
2A t
= CP
2A t
(8-34)
El esfuerzo medio es igual al componente alternante más el esfuerzo mínimo, σ i = F i /A t , que
resulta en
En el diagrama de fatiga del diseñador, la línea de carga es
σ m = CP
2A t
+ F i
A t
(8-35)
σ m = σ a + σ i (8-36)