19.12 : Ejes huecos de paredes delgadas

Al analizar un eje hueco de paredes delgadas sometido a cargas de torsión, se aísla para su examen un segmento con ancho dx. A pesar de su estado de equilibrio, este segmento enfrenta fuerzas cortantes de torsión en sus extremos. Estas fuerzas se describen cuantitativamente por el producto del esfuerzo cortante longitudinal sobre la superficie menor del segmento y el área de esta superficie, lo que lleva al concepto de flujo cortante. Este flujo cortante es consistente en toda la estructura, lo que indica una distribución uniforme del esfuerzo de torsión.

Un análisis más detallado implica examinar una pequeña sección de la pared del pozo, identificada por ds. La fuerza ejercida sobre esta sección por el flujo cortante se calcula multiplicando el flujo cortante por la longitud de la sección. El impacto de torsión sobre el eje se determina calculando el momento que genera esta fuerza alrededor de un punto específico, O, dentro del hueco del eje. Este cálculo implica multiplicar la fuerza por la distancia desde O hasta la línea de acción de la fuerza, perpendicular a la dirección de la fuerza.

Al integrar este momento en todo el eje se obtiene la expresión del par total que afecta al cilindro hueco. Este cálculo integral ofrece una comprensión más profunda de cómo las fuerzas de torsión influyen en el comportamiento estructural y la integridad de ejes huecos de paredes delgadas, proporcionando información clave sobre su diseño y análisis bajo cargas de torsión.