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DEFINICIÓN DE TORSIÓN

Es la solicitación (reacción interna que se produce en una sección de un

solido como consecuencia de las fuerzas externas aplicadas sobre el

mismo) que se presenta cuando se aplica un momento sobre un eje

longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como

pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión

predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en

situaciones diversas.

La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva

paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado

inicialmente por las dos curvas.

En lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de él.

El estudio general de la torsión es complicado porque bajo ese tipo de

solicitación la transversal de una pieza en general se caracteriza por dos

fenómenos:

Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la sección

transversal, si estas se representan por un campo vectoriales

líneas de flujo circulan alrededor de la sección.

Cuando las tensiones anteriores no están distribuidas

adecuadamente, algo que sucede siempre a menos que la sección

tenga simetría circular, aparecen alabeos seccionales que hacen

que las secciones transversales deformadas no sean planas.

El alabeo de la sección complica el cálculo de tensiones y

deformaciones, y hace que el momento torsor pueda descomponerse en

una parte asociada a torsión alabeada, y una parte a la llamada torsión

Saint-Venant. En función de la forma de la sección y la forma de alabeo,

pueden usarse diversas aproximaciones más simples que el caso

general.

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TORSIÓN ALABEADA

Para piezas de muy escasa inercia torsional, como las piezas de pared

delgada, puede construirse un conjunto de ecuaciones muy simples en

la que casi toda la resistencia a la torsión se debe a las tensiones

cortantes inducidas por el alabeo de la sección. En la teoría de la torsión

alabeada pura se usa la aproximación de que el momento de alabeo

coincide con el momento torsor total. Esta teoría se aplica

especialmente a piezas de pared delgada y se distinguen tres casos:

Sección abierta, donde no aparecen esfuerzos de membrana.

Sección cerrada simple, en el que la sección transversal puede

aproximarse por una pequeña curva simple cerrada dotada de un

cierto espesor.

Sección multicelular, en el que la sección transversal no es

simplemente conexa pero aun así puede aproximarse por una

curva no simple y un cierto espesor.

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TORSIÓN SAINT-VENANT

La teoría de Saint-Venant es aplicable a piezas prismáticas de gran

inercia torsional con cualquier forma de sección, en esta simplificación

se asume que el llamado de alabeo es nulo, lo cuál no significa que el

alabeo seccional también lo sea. Para secciones no circulares y sin

simetría de revolución la teoría de Saint-Venant además de un giro

relativo de la sección transversal respecto al eje baricéntrico predice un

alabeo seccional o curvatura de la sección transversal. La teoría de

torsión de Saint-Venant da buenas aproximaciones para valores λT > 10,

esto suele cumplirse en:

1) Secciones macizas de gran inercia torsional (circulares o de otra

forma)

2) Secciones tubulares cerradas de pared delgada

3) Secciones multicelulares de pared delgada

TORSIÓN MIXTA

En una viga sometida a torsión, el momento externo en una sección es

equilibrado por las tensiones originadas por la torsión pura y las

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originadas por la tensión no uniforme. Las primeras están presentes

siempre y las segundas cuando la forma seccional alabea y, o bien

existe alguna restricción al albeo en alguna sección o el momento torsor

es variable a lo largo de la viga. Cuando existen los dos tipos de torsión

decimos que hay torsión mixta.

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