Torsión geología

1. Definición de torsión:

   
   La torsión es el efecto producido por aplicar fuerzas paralelas de igual magnitud pero en sentido opuesto en el mismo sólido.
2. 
   

   Por que se caracterisa la torsión:

   La torsión se caracteriza principalmente por dos fenómenos:

   1. Aparecen tensiones tangenciales paralelas la sección transversal. Si estas se representan por un campo vectorial sus líneas de flujo "circulan" alrededor de la sección.

   2. Cuando las tensiones anteriores no están distribuidas adecuadamente, cosa que sucede siempre a menos que la sección tenga simetría circular, aparecen alabeos seccionales que hacen que las secciones transversales deformadas no sean planas.

3. Ángulo girado por un eje:

   
   

   Para el estudio de la torsión de un eje cilíndrico vamos a suponer las siguientes hipótesis:

• a) Hipótesis de secciones planas.
• b) Los diámetros se conservan así como la distancia entre ellos.
• c) Las secciones van a girar como si se tratara de cuerpos rígido

Modulo resistente a la torsión:

es una magnitud geométrica que caracteriza resistencia de un prisma mecánicosometido a flexión por que se produce la torsión:

Las cargas de torsión se originan por medio de poleas, engranes, catarinas, ruedas dentadas, etc. Que mueven o son movidas mediante flechas o engranes.

Torsión pura:

La torsión pura se presenta en toda la barra recta cuando las fuerzas solicitantes actúan solo en las bases extremas, y equivalen mecánicamente a dos partes de sentido opuesto, cuyo eje coincide con el eje de la pieza, siendo la barra de sección constante, todas las secciones transversales están solicitadas en idéntica forma elememtos sometidoa a torsión:

Los elementos sometidos a torsión tienen que proyectarse en base a dos parámetros fundamentales a saber:

1. Resistencia: Esto es, que el nivel de esfuerzos producidos en el elemento no exceda de cierto valor

2. Rigidez: Esto significa que la deformación que sufre el elemento se mantenga dentro de ciertos límites

Eje y arboles:

Son elementos de transmisión de movimiento giratorio, y la diferencia entre los ejes y los árboles es que los primeros son elementos de sustentación de los órganos giratorios de la máquina y no transmiten potencia, por lo que ni están sometidos a esfuerzos de torsión.
Los árboles son elementos que transmiten potencia y sí están sometidos a esfuerzos de torsión.

Cargas torsionales:

1. Mediante línea curva, cuya punta de flecha indica el sentido del momento

2. Mediante un vector con 2 puntas de Flecha

3. Mediante 2 pequeños círculos que Encierran un círculo

Definición ángulo torsional:

Si se aplica un par de torsión T al extremo libre de un eje circular, unido a un soporte fijo en el otro extremo, el eje se torcerá al experimentar un giro en su extremo libre, a través de un ángulo Φ, denominado ángulo de giro

Por lo tanto tenemos que:

Fórmula 13. Ángulo de torsión.

Donde:

• T es el par de torsión.
• L es la longitud del eje.
• J es el momento polar de inercia de la sección transversal del eje.
• G es el módulo de rigidez del material.

Que es momento de inercia:

Cuando un cuerpo gira en torno a uno de los ejes principales de inercia, la inercia rotacional puede ser representada como una magnitud escalar llamada momento de inercia.

De que depende el momento de inersia:

El momento de inercia sólo depende de la geometría del cuerpo y de la posición del eje de giro; pero no depende de las fuerzas que intervienen en el movimiento.

Esfuerzos combinados y sus efectos:

Esfuerzo axial + esfuerzo de flexión + esfuerzo cortante por flexión + esfuerzo cortante por torsión = esfuerzos combinados.

Efectos: ocasionan un material más debilitado para su ruptura gracias a los esfuerzos combinados en diferentes puntos del mismo.

Elementos de esfuerzos cortantes y torcional:

Cuando un miembro estructural se somete a un par de torsión externo, en el material del que está hecho el miembro estructural se desarrolla un par de torsión resistente interno que es el resultado de los esfuerzos generados en el material.

Velocidad de torsión:

Velocidad de rotación es el término usado para indicar el cociente obtenido entre el número de revoluciones como numerador y el tiempo que tardan esas revoluciones t como denominador 16.Velocidad angular:
La velocidad angular es una medida de la velocidad de rotación. Aunque se la define para el movimiento de rotación del sólido rígido, también se la emplea en la cinemática de la partícula o punto material, especialmente cuando esta se mueve sobre una trayectoria cerrada ecuaciones de rotación:

El momento angular de un sólido rígido que rota con respecto a uno de sus ejes principales de inercia (que por el momento supondremos fijo con respecto a un sistema de referencia inercial) viene dado por:

Donde I es el momento de inercia del sólido y ω es su velocidad angular.

Ezfuerso cortante de cizalla:

es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones paralelas a la sección transversal de un prisma mecánico como por ejemplo una viga o un pilar.

Tensión cortante:

es aquella que, fijado un plano, actúa tangente al mismo. Se suele representar con la letra griega tau  esfuerzo cortante sobe tornillos:

Un problema que se presenta en su cálculo se debe a que las tensiones no se distribuyen uniformemente sobre un área, si se quiere obtener la tensión media es usada la fórmula:

Donde V (letra usada habitualmente para designar esta fuerza) representa la fuerza cortante y A representa el área de la sección sobre la cual se está aplicando. En este caso, el esfuerzo cortante, como su nombre lo indica, corta una pieza.

Modulo de cisalla:

es una constante elástica que caracteriza el cambio de forma que experimenta un material elástico (lineal e isótropo) cuando se aplican esfuerzos cortantes.

Definición de viga:

Es un elemento estructural lineal que trabaja principalmente a flexión. En las vigas, la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal.

El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y compresión,   clasificación de vigas:
vigas simples, vigas voladizadas, vigas sobresalientes, vigas continuas, momento polar de inersia:

Es una cantidad utilizada para predecir la habilidad del objeto para resistir la torsión, en los objetos (o segmentos de los objetos), con un invariante circular de sección transversal y sin deformaciones importantes o fuera del plano de deformaciones.

Centros de gravedad:

El centro de gravedad es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas porciones materiales de un cuerpo momento estático de un elemento de área:
es una magnitud geométrica que se define para un área plana.

Centro de gravedad de un elemento de área:

El centro de gravedad es el punto de aplicación de

La resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las

Distintas porciones materiales de un cuerpo momento de inercia de un elemento de área:


es una magnitud geométrica que se define para un área plana.

Momento de inersia de una área finita:

El momento de inercia de un área finita, se define como la suma de los momentos de inercia de las áreas que lo componen.|

Unidades de momento de inercia:

Kg radio de giro:
describe la forma en la cual el área transversal o una distribución de masa se distribuye alrededor de su eje centroidal. Concretamente es el valor medio cuadráticode distancia de los puntos de la sección o la distribución de masa respecto a un eje que pasa por el centro de la misma.

Centroide:

El centroide es un punto que define el centro geométrico de un objeto.