Un tanque cilindrico que opera a presion variable, el tanque opera a presion variable, el tanque tiene una tapa plana de diametro esfectivo de 600 mm donde la tapa se fija con 10 tornillos de M20 (grado 12.9 con un Sy = 1100 MPa y Su = MPa). Asuma los tornillos como elementos prismáticos de diámetro igual al diámetro nominal. Los tornillos se aprietan en una proporción de 3 veces respecto del aumento de fuerza debido a la operación ( se ignora por ahora las rigideces del tanque y su tapa, por tanto, la fuerza que siente cada tornillo es la fuerza de apriete inicial más la fuerza debido a la presión de operación sobre cada uno de los tornillos). Asumiendo que en operación se tendrán 70°C, superficies maquinadas en los tornillos y una confiabilidad del 95%.
1) Cuál es la presión máxima de operación considerando que los tornillos tengan vida infinita. En el entendido que la presión de operacion del tanque oscila de 0 a una presión máxima.
2) Cuál es la fuerza de apriete de los tornillos correspondiente para que los tornillos tengan una vida infinita.
3) Si la presión de operación máxima aumenta un 30% y la fuerza de apriete permanece constante. Cuál es la vida esperada de los tornillos.