Factor de concentraci贸n de esfuerzo
Flujo de esfuerzos en un objeto
Para calcular el esfuerzo que sufre un objeto, se utilizan las siguientes consideraciones:
- El esfuerzo se distribuye uniformemente
- Geometr铆a uniforme
- Distancia considerable entre el punto de acci贸n y la superficie
- El material es homog茅neo
- El material es isotr贸pico
Sin embargo, objetos que cumplan con todas las caracter铆sticas no son tan com煤nes en ingenier铆a. Las ranuras, muescas, etc de los objetos, hacen que el flujo de esfuerzos en el objeto no sea uniforme:
Factor de concentraci贸n de esfuerzos
Para tomar en cuenta estas diferencias, se utiliza un factor de concentraci贸n de esfuerzos, que multiplica al esfuerzo nominal para saber cu谩l es el esfuerzo m谩ximo en el objeto debido a su geometr铆a.
\[\begin{aligned} \sigma_\text{max} &= K_t\sigma_\text{nom}\\ {\Large\tau}_\text{max} &= K_{ts}{\Large\tau}_\text{nom}\\ \end{aligned}\]Existen diagramas con varias geometr铆as donde se puede apreciar el factor de concentraci贸n de esfuerzo dependiendo de sus dimensiones.
驴Cu谩ndo usar $K_t$?
- Fatiga: Se utiliza el factor de concentraci贸n de esfuerzos de fatiga $K_f$
- Esfuerzo Est谩tico:
- Materiales fr谩giles ($\varepsilon < 0.05$): Se utiliza el factor de concentraci贸n de esfuerzos $K_t$
- Materiales d煤ctiles ($\varepsilon \geq 0.05$): No se utiliza el factor de concentraci贸n de esfuerzos $K_t$, si se tom贸 en cuenta los siguientes aspectos que pueden modificar el comportamiento d煤ctil:
- Temperatura
- Radiaci贸n
- Fragilizaci贸n por hidr贸geno
- Esfuerzos residuales
La raz贸n de esto es porque en las ranuras de los materiales d煤ctiles, ocurre una deformaci贸n pl谩stica localizada, lo que ocasiona un endurecimiento localizado.