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    Angel Santiago
    Este documento analiza el estrés y vida útil de un eje giratorio sometido a cargas dinámicas. Se determina que el estrés de flexión reversa es menor que el límite elástico, pero la vida infinita no puede predecirse. Usando diagramas S-N, se estima que la vida útil antes de la falla es de aproximadamente 4,600 ciclos. También se revisa la fluencia y no se encuentran problemas.

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    Este documento analiza el estrés y vida útil de un eje giratorio sometido a cargas dinámicas. Se determina que el estrés de flexión reversa es menor que el límite elástico, pero la vida infinita no puede predecirse. Usando diagramas S-N, se estima que la vida útil antes de la falla es de aproximadamente 4,600 ciclos. También se revisa la fluencia y no se encuentran problemas.

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    6-17

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    Este documento analiza el estrés y vida útil de un eje giratorio sometido a cargas dinámicas. Se determina que el estrés de flexión reversa es menor que el límite elástico, pero la vida infinita no puede predecirse. Usando diagramas S-N, se estima que la vida útil antes de la falla es de aproximadamente 4,600 ciclos. También se revisa la fluencia y no se encuentran problemas.

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    Este documento analiza el estrés y vida útil de un eje giratorio sometido a cargas dinámicas. Se determina que el estrés de flexión reversa es menor que el límite elástico, pero la vida infinita no puede predecirse. Usando diagramas S-N, se estima que la vida útil antes de la falla es de aproximadamente 4,600 ciclos. También se revisa la fluencia y no se encuentran problemas.

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    El eje que se muestra en la figura está fabricado con acero AISI 1040

    estirado en frío. El eje gira a 1 600 rpm y se apoya en los cojinetes A y B.


    Las fuerzas aplicadas son F1=2 500 lbf y F2=1 000 lbf. Determine el factor
    de seguridad mínimo contra la fatiga con base en el logro de la vida infinita.
    Si no se predice una vida infinita, estime el número de ciclos hasta la falla.
    También revise la fluencia.

    Grafica de fuerza de corte


    Se realiza un análisis de diagrama de cuerpo libre. Las fuerzas de reacción
    de los cojinetes son
    RA =2000 lbf
    RB = 1500 lbf

    Entonces:
    M  16000
     500(2.5)
    M 
    14750lbf 
    in

    Entonces el
    diagrama de
    momento
    flector, ser
    vería así:
    Con un eje giratorio, el esfuerzo de flexión será completamente revertido
    por lo tanto tenemos que:

     rev  Mc
    I
     rev  14750(1.625 / 2)4  35.01kpsi
    ( / 64)(1.625)
    El estrés obtenido esta debajo del límite elástico que es de 71 kpsi por que
    no se puede predecir el rendimiento

    De la figura obtenemos:

    r 0.0625 D
    d  1.625 d 
    r
    1.875
    1.625
     0.04 D
    d d Kt  1.95
    1.15
    De las ecuaciones de ajuste de curva (6-34) y (6-35a).

    a  0.246  3.08(103 )S 1.51(105 )S 2


     2.67(108 )S 3
    ut
    ut
    ut

    a  0.246  3.08(103 )(85) 1.51(105 )(85)2  2.67(108 )


    (85)3
    1
    q 
    a  0.07690
    a
    1
    r

    1
    q
    0.07690
    1
    0.0625
    q  0.76
    De la ecuación 6-32:

    K f  1 q(K t 1)
    K f  1 0.76(1.95 1)  1.72

    Y de la ecuación 6-8:
    S ´  0.5S
    e ut
    S  0.5(85)  42.5kpsi
    ´
    e

    Sacamos el Factor de superficie ka


    Ka  aS
    b
    ut

    K  2.70(85)0.265  0.832
    a

    Sacamos el Factor de tamaño kb teniendo en cuenta que 0.11 ≤ d ≤ 2 pulg

    K  0.879d 0.107
    b

    K  0879(1.625)0.107  0.835
    b

    Teniendo en cuenta los siguientes valores medios del factor de carga


    nosotros usaremos Kc=1

    El límite de resistencia a la fatiga de la parte se estima mediante la


    ecuación 6-18

    S e  Ka Kb KC S e
    ´

    Se  0.832 * 0.835*1* 42.5  29.5kpsi


    Entonces sabiendo estos datos tenemos
    que:
    Se
    nf 
    K f  rev
    29.5
    nf   0.49
    1.72(35)

    La vida infinita no se puede predecir entonces usamos el diagrama S-N


    para estimar la vida, observando el diagrama determinamos que f = 0.867

    Entonces usamos las ecuaciones 6-14 y


    6.15

    a  ( fS ut)  (0.867 *85) 


    2 2

    Se 29.5 184.1

    b   1 log  fSut
    3  S e 

    b   3 log 
    1 0.867(85)  
    29.5  0.1325
    Como tenemos que se produce un esfuerzo completamente invertido
    usamos la ecuación 6-16 para estimar el número de ciclos hasta la falla.

    1
     K f  rev  b
    N  
     a 
    1
     (1.72)(35)  0.1325
    N    4611
     184.1 
    Entonces el numero de ciclos hasta la falla es de 4600
    ciclos

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