Esfuerzo de Aplastamiento

Un caso particular de esfuerzo se presenta cuando hay un contacto entre dos superficies que se presionan entre si.

Los modos de falla de aplastamiento depende de los factores geométricos, del diámetro del perno y del espesor del material a unir. A menudo la falla se produce por corte o desgarramiento de la plancha después de una gran deformación frente a la perforación.

Esta conexión consiste en una barra plana A, una abrazadera C y un perno B que pasa por agujeros en la barra y la abrazadera presionaran el perno en aplastamiento y se desarrollaran esfuerzos de contacto llamados esfuerzos de aplastamiento.

Los esfuerzos de aplastamiento ejercidos por la abrazadera contra el perno aparecen sobre el lado izquierdo del diagrama y están rotulados con 1 y 3. Los esfuerzos de la barra aparecen sobre el lado derecho y están rotulados 2.

El área de aplastamiento se define como el área proyectada de la superficie curva de aplastamiento; por ejemplo, consideremos los esfuerzos de aplastamiento rotulados 1.

El área proyectada 𝐴𝑏 sobre la que actúan es un rectángulo de altura igual espesor de la abrazadera y ancho igual al diámetro del perno. La fuerza de aplastamiento 𝑓𝑏 representada por los esfuerzos rotulados con 1 es igual a P/2. La misma área y la misma fuerza se aplican a los esfuerzos con 3.

En este ejemplo particular hay dos planos cortantes y se dice que el perno esta en cortante doble.

1._Ahora los esfuerzos de aplastamiento entre la barra plana y el perno (los esfuerzos 2). Para estos esfuerzos, el área de aplastamiento 𝐴𝑏 es un rectángulo con altura igual al del espesor de la barra y ancho igual al diámetro del perno. La fuerza de aplastamiento correspondiente es igual a la carga P.

1._Un puntal de acero que sirve como riostra a un malacate marino transmite una fuerza P de compresión de 54KN a la plataforma de un muelle, como se muestra en la figura. El puntal tiene una sección transversal cuadrada hueca con espesor de pared𝑡=12mm y el ángulo Ѳ entre el puntal y la horizontal es de 40˚. Un pasador queatraviesa al puntal transmite la fuerza de compresion del puntal a dos placas de union G soldadas a la placa de base B. Cuatropernos de anclaje la aseguran a la plataforma. El diametro del pasador es 𝐷𝑝𝑎𝑠 = 18mm, el espesor de las placas de union es de 𝑡𝐺 =15mm, el espesor de la placa de base es de 𝑡𝐵 =8mm, y el diámetro de los pernos de anclaje es de 𝑑𝑝𝑒𝑟𝑛𝑜 =12mm. Determinar: a)esfuerzo de aplastamiento entre el puntal y el pasador b)el esfuerzo de aplastamiento entre el pasador y las placas de unión. ( Desprecie cualquier fricción.)

2._En la figura se muestra el esquema de una armadura y en el croquis el detalle de la unión de las barras, mediante una placa, en el nudo B. ¿Cuántos remaches de 19 mm de diámetro se necesitan para unir la barra BC a la placa, si el esfuerzo admisible es 𝜎𝑏 = 140 MPa?

3._La junta que se muestra en la figura está sujeta mediante tres remaches de 20 mm de diámetro. Suponiendo que P = 50 kN, determine el esfuerzo de contacto en cada placa. Suponga que la carga P esta distribuida igualmente en los tres remaches.