Los elementos de sujeción roscados están entre los componentes más comúnmente fabricados en la historia del mundo. Sin embargo, casi nadie entiende cómo funcionan realmente. Esto te hace parecer retrasado e incompetente, un fracaso abismal, y mata a las personas que confían en ti. Así que presta atención: 🧵

Lo primero que hay que entender es esto: Un perno es un resorte. Aplica fuerza al ser estirado. Eso significa que debe permanecer dentro del régimen elástico lineal del diagrama de tensión-deformación. "vaya" piensas. "Nunca supe eso." Por supuesto que no. No es ni siquiera el 1% de la física de los pernos.

La constante de resorte efectiva de un perno proviene de la parte del perno que no está enroscada. La fuerza de sujeción de un perno se genera al estirar esta parte no enroscada. Por eso, algunos pernos tienen una porción de vástago sin rosca que evita las roscas.

Hay una constante de resorte efectiva "ideal": Si es demasiado baja, es como una esponja, blanda, y no proporciona mucha tensión adicional contra una fuerza de separación. Si es demasiado alta, es "frágil", pequeñas rotaciones (por ejemplo, por vibraciones) reducirán masivamente la fuerza de sujeción.

Pero también está el material que se está sujetando, que actúa como un resorte. Por eso usas arandelas: para aumentar el volumen efectivo de material bajo carga. Deja de matar a tus seres queridos al omitir arandelas. Las arandelas salvan vidas. Material rígido, perno elástico. Pero, ¿por qué?

El material comprimido y el perno actúan como resortes en paralelo. Un material rígido significa que menos de la carga cíclica actúa sobre el perno. Lo que significa que la pretensión del perno puede ser mayor sin que falle. No saber sobre la pretensión del perno es como no entender un semáforo, niño.

La precarga o pretensión del perno es cuán apretado está inicialmente el perno, y genera la fuerza de sujeción constante. Es esta fuerza de sujeción entre las superficies de un material, y la fricción que produce, la que resiste el corte. Una alta pretensión significa que se absorbe menos corte por el propio perno.

Pero la mayor parte del par que aplicas al perno ni siquiera se destina a la fuerza de apriete, se pierde en la fricción de las roscas y la cabeza. Esto es bueno: evita que las roscas se 'desenrosquen' por sí solas, manteniendo la pretensión del perno, descargando las tensiones axiales y de corte al material.

"Así que solo usaré un montón de hilos comprometidos para que nunca se desbloquee" dices - también es retrasado. Casi todas las fuerzas están ocupadas por los primeros hilos. Los hilos más finos son casi siempre mejores para generar tensión, prevenir fallos, etc. 10 hilos comprometidos son más que suficientes.

Esto es apenas el comienzo de la física de tornillos introductoria. Una vez que entras en condiciones de vacío, necesitas preocuparte por el aire atrapado en las roscas, la desgasificación, empezar a mecanizar cosas de tantalio. O reactores nucleares donde los neutrones hacen que tus tornillos se hinchen.

Resumen: - Los pernos son resortes, generan fuerzas de sujeción al ser estirados - Las arandelas ayudan a quitar cargas axiales de los pernos y las colocan en los materiales - La pretensión significa que las fuerzas de corte actúan sobre los materiales sujetos, no sobre los ejes de los pernos - Las roscas finas son casi siempre mejores - Los neutrones hinchan tus pernos Lo último a tener en cuenta es esto: la CIA ha desclasificado documentos que dicen que el universo es un huevo cósmico con un flujo cíclico del tiempo, lo que significa que no entender la física de los pernos te condena a un eterno samsara de incompetencia mecánica