1. Carga mediante fuerza axial F x
Tensión de corte resultante
donde:
|
F x |
fuerza axial [N, libras] |
|
|
A |
área de garganta del grupo de soldadura [mm 2 , pulg 2 ]. |
2. Carga mediante momento de plegado M
Tensión de corte en el punto analizado de la soldadura
donde:
|
u |
constante |
|
|
- para cálculo en unidades métricas u = 1000 |
||
|
- para cálculo en unidades imperiales u = 12 |
||
|
M |
momento de plegado [Nm, libras/pies] |
|
|
r |
radio vector del punto analizado del grupo de soldadura relativo al centro de gravedad del grupo de soldadura [mm, pulg] |
|
|
J |
momento polar de inercia del grupo de soldadura [mm 4 , pulg 4 ] |
3. Carga mediante fuerza de plegado F Y
En cualquier punto de soldadura se origina una tensión causada por la fuerza F Y y el momento de plegado M F . Su tamaño determina la fórmula:
M F = F Y r F [Nmm, lb pulg]
donde:
|
F Y |
fuerza de corte de plegado [N, libras] |
|
|
r F |
brazo de la fuerza de plegado relativo al centro de gravedad del grupo de soldadura [mm, pulg]. |
Tensión de corte causada por la fuerza de corte
donde:
|
F Y |
fuerza de corte de plegado [N, libras] |
|
|
A |
área de garganta del grupo de soldadura [mm 2 , pulg 2 ]. |
Tensión de corte causada por momento de plegado
- componente x de tensión
- componente y de tensión
donde:
|
M F |
momento de plegado [Nmm, libras/pulg] |
|
|
r Y |
distancia del punto analizado del grupo de soldadura al centro de gravedad del grupo de soldadura en la dirección del eje y [mm, pulg] |
|
|
r X |
distancia del punto analizado del grupo de soldadura al centro de gravedad del grupo de soldadura en la dirección del eje x [mm, pulg] |
|
|
J |
momento polar de inercia del grupo de soldadura [mm 4 , pulg 4 ] |
Tensión de corte resultante en el punto analizado de la soldadura
donde:
|
τ XM |
componente x de la tensión de corte causada por el momento de plegado [MPa, lpc] |
|
|
τ Y |
tensión de corte causada por la fuerza de corte F Y ' [MPa, lpc] |
|
|
τ YM |
componente y de la tensión de corte causada por el momento de plegado [MPa, lpc] |
4. Carga mediante fuerza común F
En cualquier punto de soldadura, una fuerza común F provoca una tensión inadecuada en la tensión que debería surgir por la carga combinada del momento de plegado M F y el par de fuerzas de corte F X ', F Y ' con punto de acción en el centro de gravedad del grupo de soldadura. Se aplica:
M F = F r F [Nmm, lb pulg]
F X' = F cos ϕ [N, lb]
F Y' = F sin ϕ [N, lb]
donde:
|
F |
fuerza actuante [N, libras] |
|
|
r F |
brazo de la fuerza de plegado relativo al centro de gravedad del grupo de soldadura [mm, pulg] |
|
| ϕ |
ángulo de dirección de la fuerza actuante [°] |
Tensión de corte causada por la fuerza de corte F X'
Tensión de corte causada por la fuerza de corte F Y'
donde:
|
A |
área de garganta de la soldadura [mm 2 , pulg 2 ] |
Tensión de corte causada por momento de plegado
- componente x de tensión
- componente y de tensión
donde:
|
M F |
momento de plegado [Nmm, libras/pulg] |
|
|
r Y |
distancia del punto analizado del grupo de soldadura al centro de gravedad del grupo de soldadura en la dirección del eje y [mm, pulg] |
|
|
r X |
distancia del punto analizado del grupo de soldadura al centro de gravedad del grupo de soldadura en la dirección del eje x [mm, pulg] |
|
|
J |
momento polar de inercia del grupo de soldadura [mm 4 , pulg 4 ] |
Tensión de corte resultante en el punto analizado de la soldadura
donde:
|
τ X |
tensión de corte causada por la fuerza de corte F X' [MPa, lpc] |
|
|
τ XM |
componente x de la tensión de corte causada por el momento de plegado [MPa, lpc] |
|
|
τ Y |
tensión de corte causada por la fuerza de corte F Y ' [MPa, lpc] |
|
|
τ YM |
componente y de la tensión de corte causada por el momento de plegado [MPa, lpc] |
5. Cálculo de tensión comparativa σ S
La tensión comparativa se determina a partir de las tensiones parciales calculadas según la fórmula:
mientras que, en el caso del componente x de tensión que actúa en el punto analizado de soldadura, perpendicular a la dirección de soldadura, se aplica la fórmula α X = α 3 . En el caso contrario, α X = α 4 . Esto mismo se aplica al componente y de la tensión que actúa perpendicularmente a la dirección de soldadura, es decir α Y = α 3 o α Y = α 4 .
donde:
|
τ X |
tensión de corte causada por la fuerza de corte F X' [MPa, lpc] |
|
|
τ XM |
componente x de la tensión de corte causada por el momento de plegado [MPa, lpc] |
|
|
τ Y |
tensión de corte causada por la fuerza de corte F Y ' [MPa, lpc] |
|
|
τ YM |
componente y de la tensión de corte causada por el momento de plegado [MPa, lpc] |
|
|
α 3 |
factor de conversión de la unión por soldadura para la soldadura de empalme final [-] |
|
|
α 3 |
factor de conversión de la unión por soldadura para la soldadura de empalme final [-] |