Los pernos son los sujetadores más utilizados y los que presentan más fallas. En el caso de los pernos, ¿sabe dónde está el lugar de falla más común?
Como se muestra en la siguiente figura, en realidad hay tres ubicaciones principales: ① La raíz de la primera rosca donde coinciden el perno y la tuerca, con una tasa de falla del 65 %, ② La zona de transición entre la rosca y la varilla pulida, con una tasa de falla del 20 %, y ③ La transición entre la cabeza del perno y la varilla del tornillo, con una tasa de falla del 15 %. Estas tres ubicaciones son también los puntos altos de la distribución de tensiones de los pernos.
Entre ellos, la falla de la primera posición, es decir, la raíz de la primera rosca donde coinciden el perno y la tuerca, generalmente es causada por una distribución desigual de la carga de la rosca, y el primer círculo de la rosca soporta la carga más grande (los círculos posteriores disminuyen), como se muestra en la figura siguiente. El factor de concentración de tensión aquí puede alcanzar de 2 a 8, y es fácil iniciar grietas y expandirse, especialmente bajo cargas alternas, es más probable que ocurra fractura por fatiga.
La segunda posición, la falla de la zona de transición entre la rosca y la varilla pulida se debe principalmente a la concentración de tensiones provocada por una mutación geométrica. Si la zona de transición tiene mala rugosidad, defectos de procesamiento o defectos del material, la resistencia a la fatiga se reducirá aún más.
La tercera posición, la transición entre la cabeza del perno y el tornillo, generalmente es causada por la concentración de tensión debido al pequeño radio del filete de transición de la cabeza y el tornillo (que generalmente requiere R mayor o igual a 0,15d, d es el diámetro del perno) o defectos de procesamiento (como la interrupción de la línea de flujo del cabezal en frío). Además, este lugar está sujeto a la tensión combinada de flexión y estiramiento, y también es más propenso a fracturarse.(来源:iMechanics机械)
