El eje de un auto de formula 1 esta sometido a esfuerzos completamente

alternantes de flexion y carga axial durante el desarrollo de una prueba .

En el circuito de Silvestone el eje se disea de tal manera que la vida bajo

carga axial sea de 85000 ciclos , en cada vuelta del circuito el eje es sometido

a 760 ciclos de carga axial y 540 ciclos de flexion; la carrera total es a 70

vueltas

El eje fallo despus de transcurrir el 80% de la prueba; debido a esto se decide

redisear el eje bajo fatiga de tal manera que la vida para cada tipo de

esfuerzo como minimo sea un 30% mayor que la del diseo inicial

Determine los dimetros D y d requeridos por el eje para conseguir estas

condiciones si este se fabrica en un acero AISI 1040

N1=85000 ciclos axial

Para 1 vuelta

760 ciclos carga axial

540 ciclos flexion

Total 70 vueltas

Propiedades del 1040: Sut= 520Mp, Sy: 350 Mp

Falla al 80% prueba

30% mayor diseo inicial

D y d AISI 1040

n1:0.8*70*760, n1=42560 ciclos

n2: 0.8*70*540, n2=30240 ciclos

N2=60565,5 ciclos flexion

Para diseo= N1=1.3*85000= 110500 ciclos axial

N2=1.3*60565.5=78735,15 ciclos de flexion

Determinacin D:

No existen concentradores de esfuerzos

Axial

S`e= 0.45*Sut= S`e= 234 Mp

S`l=0.75.Sut, Sl= 390 Mp

Sf=0.47*0.82*273.4Mp

Sf=

A=6.206*

D=0.028 metros

D=28.11 milmetros

Para flexin

Se=0.5Sut

S`e=260Mp

S`l=0.9 Sut

S`l=468Mp

Sf=0.47*0.82*323.46Mp

Sf=

124,66 =

R=0.0175 mm

D=2r

D=34.89mm

Determinacin d

Axial

S`f=273,4Mpa

Sf=0.78*0.9*273,4Mp , Sf=191,93Mp

191,93* =Kf*

Kf=1+(Kc-1)qn, qn=0.73

Suponiendo d=20 mm

191,93* =383,04*

Suponiendo d=30 mm

191,93* =154,66*

Suponiendo d=28 mm

191,93* =194,6*

Dimetro=28milimetros

Flexion

Sf=323,46Mp

Sf=0.78*0.9*323,46Mp= 227,07Mp

Qn=0.73

227,07Mp=Kf* =

Suponiendo d=30 mm

3,375* =4,874*

Suponiendo d=33 mm

4,492* =4,7*

Suponiendo d=33,5 mm

5,7* =4,533*

D=33,2 milmetros