Concentració de tensions
Una concentració de tensions (també cridat concentrador de tensió) és una localisació dins d'un sòlit elàstic a on la tensió local és significativament major que la càrrega nominal aplicada. Un objecte és més resistent quan la força es distribuïx uniformemente sobre la seua àrea, de tal manera que una reducció de l'àrea efectiva, per eixemple causada per una fissura, conduïx un aument de les tensions prop del llímit de dit defecte (respecte a la situació en que dit defecte no existira). Un material pot fallar per propagació de clavill quan una concentració de tensions excedix el llímit del material a pesar de que la tensió mija estiga per baix de llímit resistent.
La resistència real en fractura d'un material sempre és més baixa que el valor teòric precisament perque la major part d'elements resistents contenen chicotetes fissures o impurees que creen un concentrador de tensions. Les fissures de fatiga sempre escomença com a concentradors de tensions, aixina que eliminar dits defectes incrementa la resistència front a fatiga.
Causes
[editar | editar còdic]
Les discontinuïtats geomètriques o la falta de suavitat d'una geometria actuen com a concentradors de tensió. Els extrems de les fissures, els cantons aguts, els forats i els canvis de secció travessera són eixemples de concentradors de tensions. Les tensions locals altes poden produir un fallo més primerenc d'un element resistent, per eixa raó els ingeniers dissenyen les geometria per a minimisar la concentració de tensions.
Prevenció
[editar | editar còdic]Una mida per a previndre els pijors tipos de concentradors, les fissures, és trepar un gran forat al final del clavill. Esta mida pot semblar contraintuitiva, pero de fet l'estructura interna de la part compacta dels ossos conta en les osteonas que poden servir per a eixa funció. La mida funciona perque en realitat el radi de curvatura del concentrador de tensions es fa més gran, ya que la punta d'un clavill és un defecte més agut que un trepe. Aixina el forat trepat, en el seu major diàmetro té associada una concentració de tensions menors que l'esmolat extrem de la fissura.
Resulta important verificar sistemàticament l'existència de concentradors de tensions associats a fissures. Existix una llongitut crítica de la fissura, tal que si eixe valor és sobrepassat, la fissura continua creixent fins que es produïx un fallo catastròfic. Una volta la fissura supera la llongitut crítica no es requerix un aument de la tensió adicional per a provocar que la fissura seguixca creixent, per lo que la fissura seguix creixent fins al fallo total. La teoria de Griffith en el sí de la mecànica de la fractura servix per a explicar perqué existix una llongitut crítica de fractura.
Referències
[editar | editar còdic]- ESDU64001: Guide to stress concentration data (ISBN 1-86246-279-8)
- Pilkey, Walter D, Peterson's Stress Concentration Factors, Wiley, 2nd Ed (1999). ISBN 0-471-53849-3
- Este artícul conté una traducció derivada de «Concentración de tensiones» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.