Elementos de torsion



Elementos de torsión.

La torsión en elementos estructurales puede ser producida en forma directa por las acciones exteriores (un eje de un motor, cuyo trabajo consiste en transmitir un momento de torsión, es un ejemplo típico), o puede presentarse al iniciarse el pandeo de un miembro originalmente recto sometido, por ejemplo, a flexión; como se ve más adelante, el desplazamiento lateral del eje y las rotaciones de las secciones transversales que caracterizan el pandeo de las vigas ocasionan momentos torsionantes; la resistencia de la viga aumenta cuando crece su oposición a los desplazamientos laterales lo que depende, entre otras cosas, de su resistencia a la torsión. En los artículos siguientes se presenta un resumen de resultados que corresponden, principalmente, a la torsión del segundo tipo, que es la que tiene mayor interés.

Torsión pura o de Saint Venant El ángulo de rotación, por unidad de longitud, de una barra recta de sección transversal rectangular sometida a torsión pura, producida por pares aplicados en sus extremos, se calcula con la ec. 5.1, y los esfuerzos tangenciales máximos, que aparecen en los puntos medios de los lados largos. G es el módulo de elasticidad al esfuerzo cortante del material, MT el momento de torsión, constante, que actúa en la barra, a y b los lados menor y mayor del rectángulo, y k1 y k2 coeficientes que dependen de las proporciones del rectángulo; si b/a = 8, los dos valen 3.0, y tienen un valor muy cercano, ligeramente mayor que 3.0, si b/a excede de 8 o 10. Barras de sección transversal abierta formada por rectángulos angostos.

Los resultados obtenidos para el rectángulo angosto son aplicables a cualquier sección compuesta por rectángulos alargados, unidos entre sí de manera que no rodeen por completo ninguna región del plano en que se encuentran (de aquí el nombre de abiertas), como las secciones I, H, canales y ángulos. Cada uno de los rectángulos actúa como si estuviese aislado; si se ignoran las perturbaciones locales en las zonas de unión entre ellos, el momento torsionante total que resiste la sección es aproximadamente igual a la suma de los momentos resistentes de todos. Como los rectángulos que forman los perfiles laminados o hechos con placas tienen siempre relaciones b/a elevadas, se llega a resultados muy cercanos a los reales haciendo, en todos los casos, k1 = k2 = 3.0.

Barras de sección transversal hueca de paredes delgadas Suelen estar formadas por varias placas de espesor pequeño en comparación con las dimensiones generales de la sección; pueden ser manufacturadas doblando una lámina plana, o compuestas por placas soldadas entre sí. Se muestran, en forma esquemática, los esfuerzos cortantes que produce la torsión en las secciones transversales de dos barras de paredes delgadas, iguales en todo, excepto en que una es abierta y la otra cerrada. Para que las fuerzas interiores de la sección abierta puedan equilibrar un par de torsión, deben cambiar de sentido a través del grueso de las paredes; el brazo de los pares Flexión  resistentes es muy pequeño. En cambio, en la sección cerrada el flujo de fuerzas es continuo y el brazo es mucho mayor; para valores iguales del esfuerzo cortante, su resistencia a la torsión es mucho más elevada.

Gracias al señor Angel Ariel Portorreal por enviarnos este material.


Para citar este articulo en formato APA: Revista ARQHYS. 2012, 12. Elementos de torsion. Equipo de colaboradores y profesionales de la revista ARQHYS.com. Obtenido , de http://www.arqhys.com/contenidos/elementos-torsion.html.