Un tubo circular y uno cuadrado (figura a y b) están construidos con el mismo material y se someten al mismo par de torsión. Los dos tubos tienen la misma longitud, el mismo espesor de pared y la misma área de sección transversal. ¿Cuáles son las razones de sus esfuerzos cortantes y ángulos de torsión? Solución Tubo circular. Para el tubo circular, el área Am1 Constante de torsión Tubo cuadrado. Para el tubo cuadrado, el área de la sección transversal es b es la longitud de un lado, medida a lo largo de la línea mediana. Puesto que las áreas de los tubos son iguales, se obtiene b = πr/2. La constante de torsión y el área contenida por la línea mediana de la sección transversal son Razones. La razón τ1/τ2 entre el esfuerzo cortante en el tubo circular y el esfuerzo cortante en el tubo cuadrado La razón de los ángulos de torsión Estos resultados muestran que el tubo circular no sólo tiene un esfuerzo cortante 21% menor que el tubo cuadrado, también mayor rigidez contra la rotación. CONCENTRACIONES DE ESFUERZOS EN TORSIÓN Si existe alguna o algunas condiciones disruptivas, entonces se desarrollarán esfuerzos muy localizados en las regiones circundantes a las discontinuidades. En el trabajo práctico de ingeniería estas concentraciones de esfuerzos se manejan mediante factores de concentración de esfuerzos. El efecto de concentración de esfuerzos es mayor en la sección B-B, que corta a través del inicio del filete. En esta sección el esfuerzo máximo es Los valores del factor K están trazados en la figura como una función de la razón R/D1. Las curvas se presentan para varios valores de la razón D2/D1. Observe que cuando el radio del filete R es muy pequeño y la transición de un diámetro al otro es abrupta, el valor de K es muy grande. Al contrario, cuando R es grande, el valor de K tiende a 1.0 y el efecto de la concentración de esfuerzos desaparece.
