Unidad4 Clase1 Prof Vergara v2 (4)

7/25/2019 Unidad4 Clase1 Prof Vergara v2 (4)

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o a

ESFUERZOS EN VASIJAS

Editado por C. Chvez T.


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TEMARIO

INTRODUCCIN

TEORA DE DEFORMACINVASIJAS DE PRESIN

CONCLUSIONES


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INTRODUCCION

Podemos considerar o suponer que el diseomecnico involucra la seleccin concurrente de:

a) Geometras posibles, sujeto a variabilidad de

fabricacin, que podemos acomodar con unfactor de seguridad (n), concentradores detensin (Kt), etc

b) Materiales adecuados (probados previamente

en un laboratorio de ensayos)

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INTRODUCCION

Un material sobrecalificado significar prdidade dinero. Pero, un material de pocos atributosestructurales,un mdulo decomponentes

o insuficiente resistenciaYoung (E) bajo, implicarms grandes (en algunos

o conhacercasos

no se puede corregir con mdulo de inercia).

A lo anterior podramos agregar una previsin

por el efecto del medio ambiente y otra por pro-cedimientos que acercan el componente y siste-ma a la frontera de operacin segura sobre-exigencias del usuario.

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INTRODUCCION

Aplicacin

AmbienteCargas

Material GeometraE,sy, sUTS, ef,sF,n,r, KIC, $, Cp, k,a,

Comportamiento

f (si,ej,...) < sADM

Desarrollo

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INTRODUCCION

Un producto podr ser visualmente pocoatractivo, no es mayor problema . El problemase torna delicado cuando cierto productodeficiente, por un diseo inadecuado, tiene el

potencial de generar un accidente serio o fatal.Veremos algunos ejemplos en que un problemao imprevisin en el diseo o en la seleccin demateriales ha conducido a accidentes.

En la mayora de los casos el problema se agra-va por un medio ambiente hostil al material (car-ga, temperatura, etc.) y/o por un procedimientode operacin sin el cuidado necesario.

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INTRODUCCION

RMS Titanic(14 abril 1912)

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INTRODUCCION

De Havilland Comet(desde 1953)

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INTRODUCCION

Diferentes pruebas operacionales y mecnicas:

Prueba de Fatiga

Prueba de Vibraciones

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INTRODUCCION

Diferentes pruebas operacionales y mecnicas:

Prueba de Flexin de Ala Corrosin

metales

Tren

Banco de Prueba BiaxialPolimeros

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TEORA DE DEFORMACIN

En respuesta a un esfuerzo de corte

< rmUna estructura, con cargas de > rmcorte, esto escont: Si cedet, Si no cedet,

vuelve1 queda2

t t

Plano de deslizamientoICM2028

aoJ.Vergara

3

2

1

0

3

2

1

0

3

2

1

0


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TEORA DE DEFORMACIN


El deslizamiento, en planos preferentes, es el mecanismo mscomn de deformacin plstica.

t

Banda de deslizamiento(~100 espacios atmicos).

En ciertos casos se escucha t

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TEORA DE DEFORMACIN


Ejemplo de lneas de deslizamiento (latn 70/30 policristalino).

Ref: MSE-KTHICM2028J.Vergara


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TEORA DE DEFORMACIN


Las propiedades mecnicas clsicas (resistencia ydependen de la orientacin cristalina.

Necesitamos algn modelo que seale el inicio dela deformacin plstica.Supongamos un cristal

ductilidad)

F

A

y nlnico con un plano de cizalle definido pory.

A

SD

FSD

= F cosl ASP=

ASPcosy

FA

FSDSP

SD = superficie de deslizamientoSP = superficie proyectada

tS= = cosycoslA

FFactor Schmid

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VASIJAS DE PRESIN

Ejemplo de vasija de presin:

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VASIJAS DE PRESIN

Casco del SSN Seawolf:

=1025kg/m3r Dimetro D = 12.2 mg = 9,8 m/s2

h = 300-500 mProfundidad p = 300+ m

Presin p = rgh= 3 a 5 MPa

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VASIJAS DE PRESIN

Consideremos una vasija de presin cilndrica,de paredes delgadas, rea constante, sin torsin.

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Deducir en pizarra los esfuerzos 1, 2,3


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VASIJAS DE PRESIN

Cierre de una vasija de presin: tapas planas,conos, semiesfera, torosfrica, elipsoidal

Plana Semiesfrica

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VASIJAS DE PRESIN

Vasija de presin esfrica:

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Ejercicio grupal: Deducir en pizarra los esfuerzos en

un casquete esfrico


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VASIJAS DE PRESIN

El reactor nuclear coreanoSala de

Turbogeneradores

Sala de

Control

APR 1400, 3600 MWt.

Contenedor deSeguridad

MquinasAuxiliares

Potencia deRespaldo

Gestin delCombustible

Reactor y Generadores de Vapor

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VASIJAS DE PRESIN

Vasija de presin de paredes gruesas:

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VASIJAS DE PRESIN

Vasija de presin de paredes gruesas:

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VASIJAS DE PRESIN

Fallas de vasijas:

Japan Airlines 123

(12 agosto 1985)

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CONCLUSIONES

Reconocemos que el diseo mecnico involucrala seleccin concurrente de: a) materiales aptosy b) geometras posibles. A eso podramos sumarprevisiones por medio ambiente y por la forma deoperar, usando una frontera segura.

Los materiales son propensos a variabilidad defabricacin y formado, que podemos acomodarcon factores de seguridad, y en vasijas con mr-genes de presin y normas de sociedades.

Las geometras estn sujetas a concentradoresde tensin y fatiga.

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