RIGIDEZ DE LAS CONSTRUCCIONESJuan J. Snchez B

RIGIDEZCapacidad del sistema de resistir la accin de las cargas exteriores con deformaciones admisibles sin alterar la capacidad de trabajo del sistema.Coeficiente de Rigidez: Fuerza aplicada/Deformacin mximaf = P/

Problemas por falta de rigidezAltera el trabajo normal de la construccin.Altera la distribucin uniforme de la carga.Perturba la interaccin de los mecanismos, aumenta la friccin y el desgaste.En rboles y apoyos altera el engrane correcto de las ruedas dentadas.En los apoyos de cojinete produce elevadas presiones de borde.En las mquinas-herramienta determina la precisin de la pieza mecanizada.

CRITERIOS DE RIGIDEZTraccin y compresin simple f = P/ = EA/LTorsinf = T / = GJ/LFlexin f = P/ = a (EI/L3)

Las expresiones muestran que los factores que definen la rigidez son:E G : Mdulo de elasticidad lineal o transversalA, I, J: Caractersticas geomtricas de la seccin.L: Dimensiones lineales.M, T, a : Tipo de carga y apoyos.Modificando estos factores podemos variar la rigidez de una construccin.En el caso de construcciones de acero, E y G son aproximadamente constantes, por lo tanto, cambiar el tipo de acero no significa gran modificacin de la rigidez.

Aumento de Rigidez Reduccin de DeformacionesEl procedimiento mas simple para disminuir las deformaciones consiste en reducir el nivel de esfuerzos, sin embargo, este mtodo significa un incremento del peso.

En traccin y compresin se debe: Incrementar la seccin. Reducir la longitud.

En flexin, lo mas conveniente es:Elegir una forma adecuada de la seccin.Modificar las condiciones de carga.Modificar el tipo y disposicin de los apoyos.

En Torsin, los medios mas efectivos para aumentar la rigidez son:Disminucin de la longitud de la pieza.Incrementar el momento de inercia polar.

COMO MEJORAR LA RIGIDEZSubstituir la flexin por traccin y compresin simple.Bloquear la deformacionesUsar secciones normalizadas.Reforzar

En construcciones de paredes delgadas debe reforzarse los sectores del sistema que se deforman fcilmente, introduciendo arriostramientos.

En construcciones compuestas de varias piezas, la rigidez depende de la rigidez de las piezas y de los conjuntos de conjugacin. Excesivas holguras lleva a la aparicin de deformaciones. Por lo tanto, en estos casos, la tendencia debe ser:Introducir uniones de apriete.Incrementar las superficies de los apoyos.Atribuir rigidez a cada una de las piezas del conjunto.

Efecto del tipo de apoyos en la rigidez

Substituir la flexin por traccin y compresin

Eliminar o reducir la flexin

Acortamiento del voladizo

Como regla general, la longitud entre apoyos debe ser el doble de la distancia del voladizo .N1 = P(1 + l/L)N2 = P[l/L]Para L/l > 2 la carga sobre los cojinetes es prcticamente constante.

Ejemplo constructivo de un eje con polea en voladizo

Ejemplo constructivo: Apoyo del rotor de una bombaCon ejes simplemente apoyados la reduccin de l distancia entre apoyos mejora la rigidez.

BLOQUEAR LAS DEFORMACIONES

Aumento de rigidez en los perfiles