Precarga (ingeniería)

La precarga es un término de ingeniería con varios significados. En sentido general, se refiere a la aplicación interna de tensión a ciertos sistemas mecánicos.

El uso más común consiste en describir la carga aplicada a un elemento de fijación como resultado de su instalación, es decir, antes de que se apliquen cargas externas (por ejemplo, al apretar la tuerca de un perno). La precarga en estos casos es importante por varias razones.

En primer lugar, un perno apretado experimenta solo una pequeña fracción de cualquier carga externa que se aplicará posteriormente, de modo que un perno completamente apretado puede (dependiendo de la aplicación exacta) soportar una carga mucho mayor que un perno poco apretado.

En segundo lugar, una tuerca que esté correctamente apretada resistirá a aflojarse bajo la influencia de vibraciones, cambios de temperatura, etc.

La tensión interna aplicada a un cojinete mediante la aplicación de holgura negativa se conoce como precarga del cojinete. Las ventajas de la precarga incluyen: mantener la posición axial y radial para desplazamientos precisos de movimientos angulares; aumentar la rigidez del cojinete; prevenir deslizamientos o movimientos giroscópicos, especialmente con altas aceleraciones o velocidades de rotación; mantener la posición relativa de los elementos del cojinete. Los métodos de precarga incluyen la precarga de posición y la precarga de presión constante. ^{[ 1 ]}

También se utiliza para probar una muestra, en un proceso donde el cabezal móvil se desplaza para cargar la muestra hasta un valor específico antes de que comience la prueba. No se registran datos durante la fase de precarga.

Al colocar las probetas de tracción en las mordazas de ensayo, pueden verse sometidas a pequeñas fuerzas de compresión. Estas fuerzas pueden provocar una flexión imperceptible, lo que da lugar a resultados inexactos e inconsistentes. La aplicación de una pequeña precarga durante el ensayo elimina estas fuerzas de compresión y mejora la repetibilidad de los resultados.

En ingeniería civil, la precarga del suelo se refiere al proceso de aplicar una carga de compresión a una capa de suelo o roca para consolidarla antes de comenzar la construcción. ^{[ 2 ]} La tensión vertical aplicada es necesaria para evitar asentamientos desiguales debido al peso de las estructuras construidas sobre el suelo.

La precarga se vuelve muy importante para sistemas mecánicos grandes y de alto rendimiento, como los telescopios de gran tamaño. ^{[ 3 ]} En términos generales, se refiere a la aplicación interna de tensión a ciertos sistemas mecánicos. Al tensar, la precarga aumenta la frecuencia natural de una estructura, evitando la resonancia debida a perturbaciones externas. También previene el pandeo si las tensiones varían según la posición en ciertos sistemas. En el caso particular de cojinetes y elementos de fijación, la precarga reduce o elimina la holgura o las zonas muertas. Además, la precarga ayuda a limitar las cargas aplicadas a un sistema.

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