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• Rodrigo Pineda

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1.5 - ESFUERZO BIAXIAL. •

Esfuerzos biaxiales: Dos fuerzas actúan a lo largo de un elemento o material.

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Los esfuerzos biaxiales por lo general ocurren en elementos o recipientes de pared delgada los cuales pueden ser sometidos a presión.

Recipientes esféricos y cilíndricos sometidos a presión. (Esfuerzo Biaxial). •

Los recipientes a presión son estructuras cerradas que contienen líquidos o gases a presión.

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Algunos ejemplos conocidos son los tanques esféricos para almacenamiento de agua, los tanques cilíndricos para aire comprimido, tubos a presión y globos inflados.

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Las paredes curvas de los recipientes sujetos a presión a menudo son muy delgadas en relación con el radio y la longitud, y en tales casos se encuentran en la clase general de estructuras conocidas como “cascarones”.

UNIDAD I 1.5 Esfuerzo Biaxial.

Ejemplo. Un tanque tiene de espesor 1/2 pulgada y un diámetro interior de 50 pulgadas. Esta lleno hasta el borde superior con aceite de peso específico W=85.5 \pie 3 y esta echo de acero con peso específico V=450 lb\pie 3. Determine el estado de esfuerzo en el punto (a) (esfuerzo circunferencial y esfuerzo longitudinal) el tanque está abierto en su parte superior. (t)-Espesor. (r)-Radio. (rT)-Radio + Espesor del tanque. (W)-Peso del aceite. (VT)-Peso del acero.

Datos: .t=1/2 pulg. = 0.5 pie. .r=25 pulg. .rT=25.5 pulg. 3 .w=85.5 lb/pie . 3 .vT=450lb/pie . 

PESO DEL ACERO EN EL PUNTO (A).

Va = (vT). [π (rT)2 – π (r)2] . (z)

Va = (450 Lb/pie3) . [π (

25.5 12

25 pie)2 – π ( 12 pie)2] .

(2 pies) Va = 495.78 Lb



ENCONTRAR LA PRESION DEL AGUA EN EL NIVEL DEL PUNTO (A) UTILIZANDO LA LEY DE PASCAL.

P= WZ P= (85.5 lb/pie3).(2pie)

lb

P= 171 pie 2

x

1 pie 2 144 pulg 2

P= 1.18 lb/pulg2 = 1.18 psi UNIDAD I 1.5 Esfuerzo Biaxial.



σ=

σ=

σ=



ESFUERZO CIRCUNFERENCIAL EN EL PUNTO (A).

pr t

(1.30 puLblg )( 25 pulg ) 2

0.5 pulg 65

Lb pul g 2

=

65

Lb pul g 2

= 65 psi

ESFUERZO LONGITUDINAL EN EL ELEMENTO (A).

σ2 =

Va π [ ( r T )2 −( r )2 ]

σ2 =

495.78 Lb π [ ( 25.5 pulg )2− (25 pulg )2 ]

UNIDAD I 1.5 Esfuerzo Biaxial.

=

6.24

Lb pul g2