Este artículo trata sobre el esfuerzo de flexión permisible. El término permisible impone un límite que no se puede traspasar. Define un límite de seguridad que, si se supera, puede provocar un fallo.
Al diseñar componentes mecánicos, también se tienen en cuenta problemas desconocidos, por lo que se introduce un factor de seguridad. El aumento de los niveles de seguridad también aumenta el costo del producto, por lo que se negocia una cantidad ideal de tensión admisible durante el diseño.
¿Qué es el esfuerzo de flexión permisible?
Admisible flexión El estrés es la cantidad más segura de estrés que se puede aplicar en el componente sin temor a fallas. Este es un término muy importante utilizado en la industria mecánica y de la construcción. Conocer las tensiones admisibles ayuda a decidir el material apropiado a utilizar.
Cualquier cantidad de tensión que exceda el límite de tensión permitido es una señal de peligro para el componente. La fórmula para el esfuerzo de flexión permisible se analiza en secciones posteriores de este artículo. Este esfuerzo es diferente del esfuerzo de flexión máximo y puede ser igual o menor que el esfuerzo de flexión máximo.
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Esfuerzo de flexión máximo
El valor del esfuerzo de flexión más allá del cual el componente seguramente fallará se denomina esfuerzo de flexión máximo. Este es el límite superior de tensión o el punto de rotura/fractura del material.
Este es el límite final de la tensión que se puede aplicar sobre el material. Más allá de este límite, el componente tiene una probabilidad de falla del 100%. Este esfuerzo es mayor que el esfuerzo de flexión permisible.
Fórmula de tensión de flexión admisible
El esfuerzo permisible depende de varios factores, considerando todos y cada uno de los factores se deriva un solo término llamado factor de seguridad. El factor de seguridad diferencia el término máximo Esfuerzo de flexión y el esfuerzo de flexión permisible.
El esfuerzo de flexión máximo se analiza en la sección anterior. La fórmula para el esfuerzo de flexión permisible se da a continuación: σadmisible =σmax/Fs
Si el factor de seguridad es la unidad, entonces el esfuerzo de flexión máximo es igual al esfuerzo de flexión permisible.
Cómo calcular la tensión de flexión admisible
El esfuerzo de flexión permisible se calcula usando la fórmula discutida en la sección anterior. El requisito previo para calcular el esfuerzo de flexión permisible es determinar el factor de seguridad según el tipo de aplicación y el esfuerzo de flexión máximo.
Resistencia a la flexión admisible del hormigón
El hormigón se utiliza principalmente en la industria de la construcción. Hoy en día las carreteras de hormigón también están prevaleciendo a una escala inmensa. Es muy importante conocer la resistencia a la flexión del hormigón.
La resistencia a la flexión de los diferentes grados de hormigón se dan a continuación-
- M15-5.0 MPa
- M20-7.0 MPa
- M25-8.5 MPa
- M30-10.0 MPa
- M40-13.0 MPa
- M45-14.5 MPa
- M50-16.0 MPa
Resistencia a la flexión admisible del aluminio
El aluminio tiene una ventaja mecánica sobre otros metales, ya que es más ligero. Hay algunos grados de aluminio que se pueden doblar fácilmente, son-
- Aleación de aluminio 3003
- Aleación de aluminio 5052
- Aleación de aluminio 5083
La resistencia a la flexión del grado de aluminio AL6061 es de 299 MPa y este valor puede aumentar hasta 446 MPa para los compuestos CSA híbridos, que es una versión aproximadamente un 49 % más alta que el metal base AL6061.
Resistencia a la flexión admisible de la madera contrachapada
La resistencia a la flexión de la madera contrachapada depende del número de capas, el grosor de las capas y la disposición de los granos de las capas.
Para capas en tensión, la resistencia a la flexión es:
- Para dirección de fibra paralela al vano-20 MPa
- Para dirección de grano normal a span-15MPa
Para capas en compresión, la resistencia a la flexión es:
- Para dirección de grano paralela al tramo-10MPa
- Para dirección de grano normal a span-8MPa
Los datos anteriores se tomaron de la prueba realizada en 5 capas con un grosor de 6 mm cada una.
Tensión de flexión admisible de la madera
Hay varios tipos de madera disponibles en el mercado. Los más utilizados son: arce, roble, pino, secoya.
Las tensiones de flexión admisibles de los tipos de madera mencionados anteriormente se dan a continuación:
- Arce– 1271-1491MPa
- Roble-1369-1610MPa
- Pinewood-1222-1438MPa
- Secoya-1320-1553MPa
Ejemplo de cómo calcular la tensión de flexión admisible
Consideremos los datos dados para un espécimen de muestra:
El maximo Esfuerzo de flexión que la muestra puede contener es de 100 MPa.
El factor de seguridad debe mantenerse alrededor de 1.5
Calcule el esfuerzo de flexión permisible.
La tensión admisible se puede encontrar usando la fórmula discutida en la sección anterior.
Después de sustituir los valores en la fórmula, obtenemos un esfuerzo de flexión permisible de 66.67 MPa.
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