ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE MECÁNICA
Ejemplo Diseñar la soldadura para el ensamble entre la COLUMNA tubular 100x200x5 mm A!ero Estru!tural" # el $E%&'L ( )0x1*0x5 mm A!ero Estru!tural"+ para las !ar,as !entradas -ue se ilustran. z
400
4
C
5
0,3 m-
0,8
x 200
y 90 mm 200
Asignatura: DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS I D!c'nt': Mag( )iia*s Pac+'c! ,ua*-n
Cic!"Gru#!: S'*'str' L'cti.!:
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$ro!edimiento de solu!i/n. •
Trasladar las cargas (Fuerzas, momentos) hacia el Centroide (C) geométrico del posible cordón de soldadura (Borde externo al perfil ti po canal): !"omento (Flector) producido por #,$ %& con giro alrededor del e'e z* de x* hacia +*
+
M1
"omento (Flector) producido por - %& con giro alrededor del e'e .x* de z* hacia +* /or tanto: !"(##mm)(#,$%&)"!0# mm.%& "(-##mm)(-%&)"!0## mm.%& + D
4
5 5
M
0,8
0,3 m-
9 +
C
C
9
+
5
+
5 X1 9
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1!"2bicación del Centroide geométrico C* del cordón de soldadura (Considerado como una l3nea, color ro'o)"Centroide geométrico de la sección recta del perfil tipo canal4 2
2
b 90 = X 1= 2 b + d 2∗ 90 + 180
•
5iagrama de Cuerpo 6ibre del cordón de soldadura, de la acción de cada una de cargas:
CO%ANE
+
f 1
+
N, produce distribución de fuerza
f 2
cortante f ! 7 despreciamos el peso propio de la barra tipo canal, pues también producir3a cortante en la dirección de .z*
D D
8iendo 9"6ongitud del cordón de soldadura"#!$##";0# mm4
f 1 =
+
+
A
=0,0111 KN / mm
0+* N, produce distribución de fuerza
+
+
4 KN
cortante f en la dirección de . x* f 2=
0,8 KN
A
=0,0022 KN / mm
&LE3'ON N, produce distribución de fuerza +
D
flexionante (f ;)m:
F
f 3 = Asignatura: DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS I D!c'nt': Mag( )iia*s Pac+'c! ,ua*-n
+
M M 2 1600 mm − KN = = 2 Sw Sw d bd + Cic!"Gru#!: S'*'str' L'cti.!:
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+
+
&LE3'ON F
0+* D
f 4=
N,
produce distribución de fuerza flexionante (f -)m
M M 1 160 mm− KN = = 2 Sw Sw d (2 b +d ) 3( b+d )
+ +
+
b X1
F F5Z D
F5X
O%('4N
C1
0+ m6N, produce distribución de fuerza torsionante (f >)m: +
( 0,3 m )∗(b − X 1 ) Tc = f 5 = = J w J w ( 2 b + d )3 b2 ( b + d )2 − 12 2 b+ d T ∗c 1
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+
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+
%ACC'4N 5
N,
produce traccionante f 0
D
F6 f 6=
distribución
de
fuerza
5 KN
A
+ +
•
6uego analizamos el punto cr3tico, en base a la ma+or carga distribuida (?ectorialmente)7 en este caso probablemente *5*, en donde arro'ar3a la fuerza f* resultante: +
F5Z
&'NALMENE
F2
F4 D
F5X F3 F1
F6
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+
+
(e !al!ula el tamaño del !ord/n de (oldadura. w=
f f p
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8iendo: f p el esfuerzo permisible de la soldadura (Tablas)
