19.8 : Deformación plástica en ejes circulares

Cuando los materiales se someten a fuerzas que superan su límite elástico, sufren un proceso conocido como deformación plástica. Esto resulta en una alteración permanente o tensión en su estructura. Este concepto se puede aplicar específicamente a ejes circulares, donde la deformación provoca un cambio en su forma. La evaluación precisa de esta deformación plástica requiere comprender la distribución de tensiones dentro del eje circular, lo que se logra calculando el esfuerzo cortante máximo en el material. Una vez identificado, se puede trazar un diagrama de tensión cortante-deformación para revelar la deformación cortante máxima. Es crucial recordar que la deformación cortante tiene una relación lineal con la distancia desde el eje del eje.

La relación entre la deformación cortante y la distancia radial se puede determinar sustituyendo el valor máximo de deformación cortante en esta ecuación. De manera similar, también se puede derivar la relación entre el esfuerzo cortante y la distancia radial. Al utilizar la relación integral y reemplazar el área elemental y el momento polar de inercia con el radio del eje, se puede calcular el torque máximo que conduce a la falla del eje, maximizando el valor del esfuerzo cortante último del material. La tensión equivalente derivada de este cálculo a menudo se denomina módulo de ruptura en la torsión del material dado. Este término representa la tensión máxima a soportar antes de que el material falle bajo torsión.