Esfuerzos de apoyo en juntas con pernos

 Los pernos cilíndricos se utilizan con frecuencia en el diseño mecánico y estructural para unir o conectar diferentes componentes. La figura 1-11 muestra un ejemplo típico de este tipo de unión.

Cuando una carga se transmite a través de un perno, es necesario calcular el esfuerzo de apoyo que se desarrolla entre el perno y cada una de las piezas conectadas. Este esfuerzo se produce en las superficies de contacto entre el perno y las paredes del agujero.

Para un perno cilíndrico instalado en un agujero de ajuste adecuado, el área efectiva de apoyo se determina utilizando el área proyectada de contacto, la cual se calcula como el producto del diámetro del perno por la longitud de la superficie en contacto.

Matemáticamente, el área de apoyo se expresa como: 

Este análisis permite verificar que las superficies en contacto sean capaces de soportar la carga aplicada sin producir deformaciones excesivas o fallas por aplastamiento, aspecto fundamental en el diseño seguro de juntas mecánicas y estructurales.

ESFUERZO DE APOYO

 Cuando un cuerpo sólido descansa sobre otro y le transfiere una carga, en las superficies en contacto se desarrolla la forma de esfuerzo conocida como esfuerzo de apoyo. Al igual que el esfuerzo de compresión directo, el esfuerzo de apoyo es una medida de la tendencia que tiene la fuerza aplicada de aplastar al miembro que lo soporta. El esfuerzo de apoyo se calcula igual que los esfuerzos normales directos: 

En la superficies planas de un miembro al otro. Si las dos partes tiene áreas distintas, se utiliza e área menor. Otra condición es que los materiales que se transmiten las cargas deben permanecer casi rígidos y planos con el fin de conservar su capacidad de transmitir las cargas. La deflexión excesiva reducirá el área de apoyo efectiva

Remítase a ala figura 1-13 el tubo cuadrado de cero transmite una fuerza de compresión axial de 30.000lb . Calcule el esfuerzo de compresión en el tubo y el esfuerzo de apoyo entre las superficies en contacto. Considere que el peso de la pila de concreto de 338lb.