RESORTES presentacion

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RESORTES 
Introducción a su estudio y cálculo
consideraciones generales
• En el diseño de la mayoría de los elementos mecánicos es deseable,
que la deformación inducida por el estado de cargas actuante sea lo
más baja posible, para este caso se utilizan resortes mecánicos.
• Los resortes mecánicos cumplen la misión de elementos flexibles,
pudiendo sufrir grandes deformaciones por efecto de cargas externas
sin llegar a transformarse en permanentes.
• Pueden trabajar con un alto grado de resiliencia (capacidad de un
material para absorber energía en la zona elástica).
CARACTERÍSTICAS
RESORTES
FUNCIONES
• Absorben, acumulan y liberan energía
• Mantienen posición relativa entre eslabones
• Aseguran contacto
• Proporcionan flexibilidad y aíslan de choques y vibraciones
RESORTES
CLASIFICACIÓN
• Tracción-compresión 
- Anillos cónicos 
- Arandelas Belleville 
• Flexión 
- Ballestas
- Muelles de torsión (espiral o helicoidal) 
• Torsión 
- Barras de torsión 
- Helicoidales (cilíndricos, cónicos, etc)
RESORTES
APLICACIONES AERONÁUTICAS
RESORTES
DIMENSIONES DE RESORTES HELICOIDALES
ESFUERZOS EN RESORTES HELICOIDALES
ESFUERZOS EN RESORTES HELICOIDALES
F
M
DETERMINACION DEL FACTOR KS
• Sin considerar el efecto de concentración de esfuerzos debido a la curvatura del alambre, se obtiene 
un esfuerzo cortante máximo en las fibras interiores del resorte de la ecuación:
• Ahora se define el índice del resorte (C) como una medida de la curvatura de las espiras:
• Siendo Ks un factor de aumento de esfuerzo cortante y se define mediante la ecuación:
• Ahora nos queda que:
DISTRIBUCION DEL ESFUERZO CORTANTE 
• Como recomendación practica 
puede tomarse para C, el rango de 
valores dado por: 4 ≤ C ≤ 12.
• Es importante resaltar que el factor 
de multiplicación para el esfuerzo 
cortante. Ks, sólo considera los 
efectos debido a corte puro.
• Investigaciones realizadas revelan 
que el esfuerzo cortante debido a la 
curvatura del alambre, está 
concentrado en su mayor parte en 
la parte interna de los resortes; por 
tanto, al estar sometidos solo a 
cargas estáticas, sufrirán fluencia 
en las fibras interiores aliviando 
dicho esfuerzo, y podría 
despreciarse el efecto de curvatura.
EFECTO DE LA CURVATURA EN RESORTES HELICOIDALES
El factor de corrección por curvatura resulta ser:
DEFORMACIÓN EN RESORTES HELICOIDALES
• Las relaciones deflexión-fuerza se obtienen fácilmente mediante el teorema de Castigliano. La energía
total de deformación de un resorte helicoidal esta formada por una componente de torsión y una de
cortante.
DEFORMACIÓN EN RESORTES HELICOIDALES
• La elongación se calcula entonces como la derivada de la energía respecto a la fuerza F, que tiene la 
dirección de tal elongación:
DEFORMACIÓN EN RESORTES HELICOIDALES
Deflexión total
CONSTANTE ELÁSTICA CONCLUSIONES
RESORTE HELICOIDAL “UNIFORME”
• Aumenta con G (lineal)
• Disminuye con N (lineal)
• Disminuye con D (muy sensible)
• Aumenta con d (aún más sensible)
• A tracción igual que a compresión
ALGUNOS CASOS “ESPECIALES”, k variable con F
• Resortes de PASO DESIGUAL, N . k aumenta al ir disminuyendo Nactivas
• Resortes cónicos. Varían N y D medio. Lbloque= d 
Razón o escala del resorte
RESORTES HELICOIDALES A COMPRESIÓN
ESTABILIDAD
• Los resortes de compresión helicoidales experimentaran alabeo cuando la deflexión sea muy grande. 
La deflexión critica esta dada por la ecuación:
• ycr es la deflexión correspondiente al inicio de la inestabilidad. La cantidad λef de la ecuación es la 
relación de esbeltez efectiva y esta dada por la ecuación:
• C’1 y C’2 son las constantes elásticas y se definen mediante las ecuaciones:
• La ecuación contiene la constante de condición de los extremos α. Su valor depende de como se
soporten los extremos de los resortes. En la tabla 10-2 se proporcionan los valores de α de las
condiciones usuales de los extremos. La estabilidad absoluta se presenta cuando, en la ecuación de
ycr , el termino C2/λef^2 es mayor que la unidad. Ello significa que la condición de estabilidad
absoluta es:
ESTABILIDAD
ESTABILIDAD
• En el caso de aceros, esto resulta en: 
• Para extremos a escuadra y esmerilados se tiene que:
RESORTES HELICOIDALES DE TRACCIÓN
COMPOSICION DE RESORTES
Frecuencia de oscilación
Falla de un resorte helicoidal de compresión a cargas 
cíclicas:
DISEÑO DE RESORTES HELICOIDALES
RESORTES A FLEXIÓN 
RESORTES A FLEXIÓN 
• Se debe utilizar alambre que no se encuentre preendurecido.
• Se pueden admitir, luego de fabricado, algún tratamiento térmico.
• Se debe escoger un material con un alto grado de resiliencia (capacidad
de un material para absorber energía en la zona elástica).
• Los materiales preferidos son los aceros con alto contenido de carbono
y aceros aleados con cromo y níquel.
• Adicionalmente, se pueden admitir con muy buenos resultados aceros
inoxidable.
MATERIALES
Materiales empleados en resortes
Coeficientes de Tensión
Coeficientes Ap y m, para materiales empleados en resortes.
MATERIALES
Performance index
Indice de Rendimiento
Valores usuales
• Polímeros: 0.01 – 0.1
• Metales: 0.001 – 0.01
• Compuestos y madera: 0.01
• Elastómeros: 0.1 -1.0