COMPARACIÓN DE ELEMENTOS CIRCULARES SÓLIDOS Y HUECOS - III

De este modo se puede ver que la flecha hueca tiene casi la mitad de la masa de la flecha sólida, aun cuando a ambas se sometió al mismo nivel de esfuerzo con un par de torsión dado ¿Por qué? La razón de que la flecha hueca sea más ligera es que la mayor parte de su material se somete a un nivel de esfuerzo más elevado que en la flecha sólida. La figura 5-4 Muestra la distribución del esfuerzo en la flecha sólida. El esfuerzo máximo 32.6MPs ocurre en la superficie externa. El esfuerzo en tal caso varia linealmente con el radio en otros puntos de la flecha, en este caso, no se usa con eficiencia Compárese lo anterior con la flecha hueca de la figura 5-6 Asimismo, el esfuerzo en la superficie externa es el máximo 32.6 MPa. El esfuerzo en la superficie interna de la flecha hueca se determina con la ecuación (5-6)

COMPARACIÓN DE ELEMENTOS CIRCULARES SÓLIDOS Y HUECOS - II

Ahora el volumen de la flecha hueca es:

COMPARACIÓN DE ELEMENTOS CIRCULARES SÓLIDOS Y HUECOS - I

En muchas situación» dc diseñe, la economía en el uno de material es un importante criterio del desempeño dc un producto. En aplicaciones aeroespaciales, cualquiera reducción en la masa dc la aeronave o vehículo espacial incrementa la carga útil, 

Los automóviles consumen menos combustible cuando son más ligeros. Asimismo, como la materia prima $e adquiere con base en un precio por unidad de masa, una pieza ligera casi siempre cuesta menos. Para economizar material en la fabricación de miembros de carga se requiere que éstos se sometan a un nivel de esfuerzo próximo al esfuerzo de diseño seguro, ve esta manera cada porción del miembro soporta una parte dé la carga, Para ilustrar este punto se pueden usar los ejemplos 5-7 y 5-8. 

Recuerdese que los dos diseños que se ilustran en la figura 5-7 producen el mismo esfuerzo cortante torsional en la flecha de acero. 

El diámetro externo de la flecha hueca es un poco mas grande, pero el volumen de metal es toque determina la masa de la flecha. Considérese un segmento de flecha de l .0 m de longitud. El volumen de la flecha sólida es igual al área de la sección transversal por la longitud.

Ejemplo 7 Resultado

Ejemplo 7

Un diseño Eterno de la flecha del ejemplo 5-7 sería un tubo hueco. Suponga que el tubo de 60 mm de diámetro externo está disponible en el mismo material que se especificó para la flecha sólida (AIS11141 OQT 13Q0) Calcuta el diámetro interno máximo que el tubo puede tener para que se produzca un esfuerzo en el acero igual al da la flecha sólida da 50 mm.

Ejercicio Programado - III

Ejercicio Programado - II