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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
En respuesta a un esfuerzo de corte
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
En respuesta a un esfuerzo de corte
Ejemplo de lneas de deslizamiento (latn 70/30 policristalino).
Ref: MSE-KTHICM2028J.Vergara
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TEORA DE DEFORMACIN
En respuesta a un esfuerzo de corte
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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