Adolfo Arguelles Elementos
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DE PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO POLITÉCNICO SANTIAGO MARIÑO
EXTENSIÓN MARACAIBO.
Estudiat!"
ADOL#O ARGUELLES
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A-isis d! t!si/!s
En general, cuando se somete un material a un conjunto de fuerzas se produce
tanto exión, como cizallamiento o torsión, todos estos esfuerzos conllevan la
aparición de tensiones tanto de tracción como de compresión. Aunque en
ingeniería se distingue entre el esfuerzo de compresión (axial) las tensiones
de compresión. El ensao normal a la tensión se emplea para o!tener varias
características resistencias que son "tiles en el dise#o. El uso de los
materiales en las o!ras de ingeniería $ace necesario el conocimiento de las
propiedades físicas de aquellos, para conocer estas propiedades es necesario
llevar a ca!o prue!as que permitan determinarlas. %rganismos como la A&'
(American &ociet for 'esting and aterials) en Estados nidos, o el *+%'E+
en +olom!ia, se encargan de estandarizar las prue!as- es decir, ponerles
límites dentro de los cuales es signicativo realizarlas, a que los resultados
dependen de la forma el tama#o de las muestras, la velocidad de aplicación
de las cargas, la temperatura de otras varia!les.
Esfuerzo de compresión Esfuerzos axiales en una pro!eta de $ormigón. El
$ormigón es un material que como otros materiales cer/micos resiste !ien en
compresión, pero no tanto en tracción. El esfuerzo de compresión es la
resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido
deforma!le o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de
volumen del cuerpo, a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección
(+oeciente de 0oisson).
1os ensaos practicados para medir el esfuerzo de compresión son contrarios a
los aplicados al de tracción, con respecto al sentido de la fuerza aplicada. 'iene
varias limitaciones2 3icultad de aplicar una carga conc4ntrica o axial, sin queaparezca pandeo. na pro!eta de sección circular es preferi!le a otras formas.
El ensao se realiza en materiales2 3uros. &emiduros. 5landos.
El esfuerzo se dene aquí como la intensidad de las fuerzas componentes
internas distri!uidas que resisten un cam!io en la forma de un cuerpo. El
esfuerzo se dene en t4rminos de fuerza por unidad de /rea. Existen tres
clases !/sicas de esfuerzos2 tensivo, compresivo corte. El esfuerzo se
computa so!re la !ase de las dimensiones del corte transversal de una pieza
antes de la aplicación de la carga, que usualmente se llaman dimensiones
originales. 1a deformación se dene como el cam!io de forma de un cuerpo, el
cual se de!e al esfuerzo, al cam!io t4rmico, al cam!io de $umedad o a otras
causas. En conjunción con el esfuerzo directo, la deformación se supone como
un cam!io lineal se mide en unidades de longitud. En los ensaos de torsión
se acostum!ra medir la deformación cómo un /ngulo de torsión (en ocasiones
llamados detorsión) entre dos secciones especicadas. +uando la deformación
se dene como el cam!io por unidad de longitud en una dimensión lineal de un
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cuerpo, el cual va acompa#ado por un cam!io de esfuerzo, se denomina
deformación unitaria de!ida a un esfuerzo.
1os puntos importantes del diagrama de esfuerzo deformación son2 6 1ímite de
proporcionalidad2 $asta este punto la relación entre el esfuerzo la
deformación es lineal- 'orsión. En ingeniería, torsión es la solicitación que se
presenta cuando se aplica un momento so!re el eje longitudinal de un
elemento constructivo o prisma mec/nico, como pueden ser ejes o, en general,
elementos donde una dimensión predomina so!re las otras dos, aunque es
posi!le encontrarla en situaciones diversas. 1a torsión se caracteriza
geom4tricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de
estar contenida en el plano formado inicialmente por las dos curvas. En lugar
de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de 4l (ver torsión
geom4trica). El estudio general de la torsión es complicado porque !ajo ese
tipo de solicitación la sección transversal de una pieza en general se
caracteriza por dos fenómenos2
7 Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal. &i estas
se representan por un campo vectorial sus líneas de ujo 8circulan8 alrededor
de la sección.
9. +uando las tensiones anteriores no est/n distri!uidas adecuadamente, cosa
que sucede siempre a menos que la sección tenga simetría circular, aparecen
ala!eos seccionales que $acen que las secciones transversales deformadas no
sean planas. El ala!eo de la sección complica el c/lculo de tensiones
deformaciones, $ace que el momento torsor pueda descomponerse en una
parte asociada a torsión ala!eada una parte asociada a la llamada torsión de
&aint:enant. En función de la forma de la sección la forma del ala!eo,pueden usarse diversas aproximaciones m/s simples que el caso general.
1os materiales, en su totalidad, se deforman a una carga externa. &e sa!e
adem/s que, $asta cierta carga límite el sólido reco!ra sus dimensiones
originales cuando se le descarga. 1a recuperación de las dimensiones
originales al eliminar la carga es lo que caracteriza al comportamiento el/stico.
1a carga límite por encima de la cual a no se comporta el/sticamente es el
límite el/stico. Al so!repasar el límite el/stico, el cuerpo sufre cierta
deformación permanente al ser descargado, se dice entonces que $a sufrido
deformación pl/stica. El comportamiento general de los materiales !ajo carga
se puede clasicar como d"ctil o fr/gil seg"n que el material muestre o no
capacidad para sufrir deformación pl/stica. 1os materiales d"ctiles ex$i!en una
curva Esfuerzo ; 3eformación que llega a su m/ximo en el punto de resistencia
a la tensión. En materiales m/s fr/giles, la carga m/xima o resistencia a la
tensión ocurre en el punto de falla. En materiales extremadamente fr/giles,
como los cer/micos, el esfuerzo de uencia, la resistencia a la tensión el
esfuerzo de ruptura son iguales. 1a deformación el/stica o!edece a la 1e de
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<oo=e. 1a constante de proporcionalidad E llamada módulo de elasticidad o de
>oung, representa la pendiente del segmento lineal de la gr/ca Esfuerzo ;
3eformación, puede ser interpretado como la rigidez, o sea, la resistencia del
material a la deformación el/stica. En la deformación pl/stica la 1e de <oo=e
deja de tener validez.
Ejercicios
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