26.887.463 MARIA BETANIA

AULAR

El esfuerzo en ingeniería es una de las temáticas fundamentales enel desarrollo de un ingeniero ya sea mecánico, industrial, metalúrgico,mecatrónica. Debido a que nos ayudará analizar nuestro entornomucho más afondo y con una visión mucho más científica,permitiendo percibir al mundo como un entorno lleno de materiales yde fuerzas. Existe la tendencia a pensar que los elementosestructurales sometidos a torsión son de incumbencia de losingenieros mecánicos( ejes de motores, piñones, entre otras). Sinembargo en las estructuras es bastante común que por la forma deaplicación de las cargas o por la forma misma de la estructura(asimetrías) se presenten este tipo de efectos en los elementos. Lamejor manera de entender el comportamiento mecánico de unmaterial es someterlo a una determinada acción (una fuerza) y medirsu respuesta (la deformación que se produzca).

Se define aquí como la intensidad de las fuerzas

componentes internas distribuidas que resisten un

cambio en la forma de un cuerpo. El esfuerzo se define

en términos de fuerza por unidad de área. El esfuerzo se

computa sobre la base de las dimensiones del corte

transversal de una pieza antes de la aplicación de la

carga, que usualmente se llaman dimensiones

originales.

La fuerza de tracción

es la que intenta

estirar un objeto (tira

de sus extremos

(fuerza que soportan

cables de acero en

puentes colgantes,

etc).

Es la resultante de

las tensiones o presiones q

ue existe dentro de

un sólido

deformable o medio

continuo, caracterizada

porque tiende a una

reducción de volumen del

cuerpo, y a un acortamiento

del cuerpo en determinada

dirección (Coeficiente de

Poisson).

Es un tipo de

deformación que

presenta un

elemento estructural

alargado en una

dirección

perpendicular a

su eje longitudinal.

Las fuerzas de torsión son

las que hacen que una

pieza tienda a retorcerse

sobre su eje central. Están

sometidos a esfuerzos de

torsión los ejes, las

manivelas y los cigüeñales

.Es la multiplicación de la

fuerza y la distancia más

corta entre el punto de

aplicación de la fuerza y el

eje fijo.

Se define como el cambio de forma de un cuerpo, el

cual se debe al esfuerzo, al cambio térmico, al cambio

de humedad o a otras causas. En conjunción con el

esfuerzo directo, la deformación se supone como un

cambio lineal y se mide en unidades de longitud. En los

ensayos de torsión se acostumbra medir la

deformación cómo un ángulo de torsión (en ocasiones

llamados detrusión) entre dos secciones especificadas.

Cuando la deformación se define como el cambio por

unidad de longitud en una dimensión lineal de un

cuerpo, el cual va acompañado por un cambio de

esfuerzo, se denomina deformación unitaria debida a

un esfuerzo.

Cambio temporal de forma producido por una fuerza mecánica

dentro del límite elástico (proporcional) del material bajo presión,

recuperándose la forma y dimensión originales al eliminar la fuerza

deformante. La fuerza, al estar por debajo del límite proporcional, hace

que los átomos del enrejado cristalino se desplacen sólo en valores

tales que, al disminuir a que élla, vuelvan a su posición original.

Cambio permanente de forma o dimensión debido a

una fuerza mecánica mayor que el límite

elástico(proporcional) del material bajo presión, que no

recupera su forma original al eliminar la fuerza

deformante. La fuerza que excede el límite

proporcional, hace que los átomos del enrejado

cristalino se desplacen hasta el punto de no poder

volver más a su posición original.

Es la capacidad de un objeto material para

soportar esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones y/o

desplazamientos.

Los coeficientes de rigidez son magnitudes físicas que

cuantifican la rigidez de un elemento resistente bajo

diversas configuraciones de carga. Normalmente las

rigideces se calculan como la razón entre una fuerza

aplicada y el desplazamiento obtenido por la aplicación de

esa fuerza.

Es la propiedad de la materia, que junto a la

ductilidad presentan los cuerpos a ser labrados por

deformación, la maleabilidad permite la obtención de

delgadas láminas de material sin que éste se rompa,

teniendo en común que no existe ningún método para

cuantificarlas. El elemento conocido más maleable es

el oro, que se puede malear hasta láminas de una

diezmilésima de milímetro de espesor. También

presentan esta característica otros metales como el

platino, la plata, el cobre, el hierro y el aluminio.

La Resiliencia es la magnitud que cuantifica la

cantidad de energía que un material puede

absorber al romperse por efecto de un impacto,

por unidad de superficie de rotura. Se diferencia

de la tenacidad en que esta última cuantifica la

cantidad de energía absorbida por unidad de

superficie de rotura bajo la acción de un esfuerzo

progresivo, y no por impacto. El ensayo de

resiliencia se realiza mediante el Péndulo de

Charpy, también llamado prueba Charpy.

Se llama dureza al grado de resistencia al rayado que ofrece un

material. La dureza es una condición de la superficie del material y

no representa ninguna propiedad fundamental de la materia. Se

evalúa convencionalmente por dos procedimientos. El más usado

en metales es la resistencia a la penetración de una herramienta de

determinada geometría.

El ensayo de dureza es simple, de alto rendimiento ya que no

destruye la muestra y particularmente útil para evaluar

propiedades de los diferentes componentes microestructurales del

material.

Es la curva resultante graficada con los valores del esfuerzo y

la correspondiente deformación unitaria en el espécimen

calculado a partir de los datos de un ensayo de tensión o de

compresión.

En ingeniería y, en especial, en ciencia de los

materiales, la fatiga de materiales se refiere a

un fenómeno por el cual la rotura de los

materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se

produce más fácilmente que con cargas

estáticas.

1. El material es sometido a esfuerzos, probeta de viga giratoria

2. Ciclos: cantidad de giros que se realiza a la probeta de

aplicación de cargas

3. Medio ciclo: N=1/2 implica aplicar la carga, suprimir la carga y

girar la probeta a 180grados.

4. Un ciclo: N=1 implica aplicar y suprimir la carga

alternativamente a ambos sentidos.

Estas curvas se obtienen a través de una serie de ensayos

donde una probeta del material se somete a tensiones cíclicas con

una amplitud máxima relativamente grande (aproximadamente 2/3

de la resistencia estática a tracción). Se cuentan los ciclos hasta

rotura. Este procedimiento se repite en otras probetas a

amplitudes máximas decrecientes.

Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un

esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la

deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los

metales y los minerales, la deformación es directamente

proporcional al esfuerzo. No obstante, si la fuerza externa supera

un determinado valor, el material puede quedar deformado

permanentemente, y la ley de Hooke ya no es válida. El máximo

esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar

permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.

Las fuerzas internas de un elemento están ubicadas dentro del material por

lo que se distribuyen en toda el área; justamente se denomina esfuerzo a la

fuerza por unidad de área. La resistencia del material no es el único parámetro

que debe utilizarse al diseñar o analizar una estructura; controlar las

deformaciones para que la estructura cumpla con el propósito para el cual se

diseñó tiene la misma o mayor importancia. Los materiales, en su totalidad, se

deforman a una carga externa. Se sabe además que, hasta cierta carga límite

el sólido recobra sus dimensiones originales cuando se le descarga. La

recuperación de las dimensiones originales al eliminar la carga es lo que

caracteriza al comportamiento elástico. La carga límite por encima de la cual

ya no se comporta elásticamente es el límite elástico. Al sobrepasar el límite

elástico, el cuerpo sufre cierta deformación permanente al ser descargado, se

dice entonces que ha sufrido deformación plástica. En el caso de La Torsión

se puede decir que, se refiere a la deformación helicoidal que sufre un cuerpo

cuando se le aplica un par de fuerzas (sistema de fuerzas paralelas de igual

magnitud y sentido contrario). La torsión resultan útil para el cálculo de

elementos de máquina sometidos a torsión tales como ejes de transmisión,

tornillos, resortes de torsión y cigüeñales.