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Evaluar el factor de concentración de tensiones dinámico por medio de un análisis estructural, basado en el método de elementos finitos, para ejes circulares escalonados sometidos a carga axial y combinada de flexo-torsión*

Resumen

: El presente trabajo se enfoca en la evaluación y comparación del método convencional con el método de los elementos finitos (FEA) en el cálculo del factor de concentración de esfuerzos dinámicos en ejes circulares escalonados sometidos a carga axial y combinada de flexo-torsión. Surge de la dificultad para elegir un método en el cálculo del factor dinámico de concentración de esfuerzos, KF. La complejidad en la aplicación de las dos opciones disponibles es amplia, siendo el método tradicional el más sencillo al no requerir software especializado, a diferencia del FEA. La evaluación del porcentaje de error en el cálculo del KF utilizando ambas metodologías facilita la toma de decisiones. El desarrollo del proyecto se divide en dos partes. La primera consiste en la evaluación del factor KF en ejes con cargas fluctuantes de tipo axial con R 0.5, mientras que la segunda evalúa el factor KF debido a cargas combinadas de flexo-torsión fluctuantes con dos valores de R diferentes: el primer caso con R 0.5 y el segundo con R 0.25. El flujo de trabajo utilizado comprende la definición de parámetros geométricos y de carga, seguido del cálculo del parámetro KF mediante métodos tradicionales y mediante el software ANSYS. Luego, se lleva a cabo un análisis comparativo de los datos, y se discuten y validan los resultados del análisis. Se concluye que el porcentaje de error del factor KF debido a cargas fluctuantes de tipo axial o combinadas de flexo-torsión presenta un comportamiento asintótico independiente del valor del parámetro D/d. Además, la diferencia entre los dos métodos planteados no es significativa, por lo que el método tradicional es viable frente al FEA