Torsión

Elemento circular

La transmisión de potencia mecánica de un dispositivo a otro se debe usualmente al movimiento rotatorio de un eje; el problema al momento del diseño, radica en establecer las dimensiones de dicho eje para que se transmita la cantidad necesaria de potencia a una cierta velocidad, sin exceder los esfuerzos permisibles en el material.

Los elementos (ejes), empleados comúnmente en la transmisión de potencia, tienen secciones transversales circulares sujetas a un par de torsión.

Un par de torsión es un momento que tiende a hacer girar a un miembro con respecto a su eje longitudinal.

En la transmisión de movimiento en estructuras dinámicas se emplean, comúnmente, elementos circulares de los cuales es necesario conocer el par máximo que puede aplicárseles.

A los miembros sujetos a torsión se les conoce con diferentes nombres que dependen de su aplicación: eje, árbol, tubo de torsión, varilla de torsión o simplemente, miembro en torsión.

En la presente unidad se analizará el esfuerzo y la deformación que ocurre en elementos de sección transversal circular (elementos circulares).

Ejemplos claros del uso de elementos circulares se ven en la trasmisión de fuerza de un motor de automóvil hacia las ruedas, así como en las conexiones motor-bomba en los sistemas de distribución de líquidos o gases. Sin ir más lejos, los elementos circulares se usan dentro de las cerraduras de las puertas.

Se asume que cuando un elemento circular se encuentra sometido a un par de torsión, todas las secciones circulares permanecen planas y sin distorsión, entonces, el resultado del torque se observará como una distribución de esfuerzos cortantes a lo largo del eje del elemento circular. Distribución que varía linealmente con la distancia del eje.