REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO SANTIAGO MARIÑO.

EXTENSION PORLAMAR.

REALIZADO POR:

HILDEFRANCIS MARTINEZ

C.I 22.996.994

Ing. Industrial.

Prof. Julián Carneiro

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 entre dos secciones

especificadas.

Elástica: el material recupera su forma y su volumen

original cuando cesa el esfuerzo. Es por tanto una

deformación transitoria y ocurre por ejemplo durante la

propagación de las ondas sísmicas.

Plástica: en la cual la deformación permanece después de

haber cesado el esfuerzo.

Por rotura: en la que el esfuerzo hace perder la cohesión

entre las partículas del material y éste se fractura.

El diseño de elementos estructurales implica determinar la

resistencia y rigidez del material estructural, estas propiedades se

pueden relacionar si se evalúa una barra sometida a una fuerza axial

para la cual se registra simultáneamente la fuerza aplicada y el

alargamiento producido. Estos valores permiten determinar el esfuerzo

y la deformación que al graficar originan el denominado diagrama de

esfuerzo y deformación.

Los diagramas son similares si se trata del mismo material y de

manera general permite agrupar los materiales dentro de dos

categorías con propiedades afines que se denominan materiales

dúctiles y materiales frágiles.

Los diagramas de materiales dúctiles se caracterizan por ser

capaces de resistir grandes deformaciones antes de la rotura, mientras

que los frágiles presentan un alargamiento bajo cuando llegan al punto

de rotura.

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.

Una barra de acero de 50mm de diámetro y 2m de longitud, se envuelve con un cascaron

de hierro fundido d 5mm de espesor. Calcula fuerza P, que es preciso aplicar para producir

un acotamiento de 1mm de longitud de 2m de la barra.

∑ (Fuerzas y)

Pac + Ph=P

Sabiendo que la deformación viene dada por:

X = P.L/A.E → Ph = X.Ah.Eh/L

T = 5mm

Di = 50mm ; DC = 50mm + 2.t ; De = 60mm

Ah = TT/4 (DE2-Di2)

Ah = 863,938mm2 ; longitud 2 m →L = 2000mm

Ph = 36285KN Fuerza necesaria para acortar la barra de acero y cascaron de hierro de

1mm es: P = 239507 KN

El esfuerzo se define como la intensidad de las fuerzas

componentes internas distribuidas que resisten un

cambio en la forma de un cuerpo. En términos generales

el esfuerzo se define como la fuerza por unidad de área.

Tracción. Hace que se separen entre sí las distintas partículas que

componen una pieza, tendiendo a alargarla.

Compresión. Hace que se aproximen las diferentes partículas de un

material, tendiendo a producir acortamientos o aplastamientos..

Flexión. Es una combinación de compresión y de tracción. Mientras que las

fibras superiores de la pieza sometida a un esfuerzo de flexión se alargan,

las inferiores se acortan, o viceversa.

Torsión. Las fuerzas de torsión son las que hacen que una pieza

tienda a retorcerse sobre su eje central.

Cizallamiento o cortadura. Se produce cuando se aplican fuerzas

perpendiculares a la pieza, haciendo que las partículas del

material tiendan a resbalar o desplazarse las unas sobre las otras.

En el análisis de las fuerzas se debe tomar en cuenta que al inicio, en el

origen del planeta, este pudo haber empezado siendo una masa de materia

heterogénea y no diferenciada, la cual ha estado evolucionando y

transformándose, siendo evidente que actualmente la Tierra posee una

dinámica muy activa tanto en las capas internas como externas. Lo que trae

como consecuencia la deformación constante de los materiales de la

corteza terrestre, provocada por los mecanismos de movimiento de las

placas tectónicas, asociado a las corrientes de convección del magma en el

manto superior que provocan la expansión del piso oceánico con la

consecuente subducción y choque entre placas, en otros sitios; esta

dinámica provoca el vulcanismo, la sismicidad, el levantamiento de

cordilleras, el movimiento de los continentes, los ajustes corticales por

Isostasia. etc.

Debido a que los metales deben ser conformados en la zona de

comportamiento plástico, es necesario superar el límite de fluencia para

que la deformación sea permanente. Por lo cual, el material es sometido a

esfuerzos superiores a sus límites elásticos, estos límites se elevan

consumiendo así la ductilidad .

Uno de los problemas básicos de la ingeniería es seleccionar, es hallar el

material mas apropiado y dimensionarlo lo más apropiado posible, de manera

que permita que la estructura final o que la maquina proyectada trabaje con

la mayor eficacia. Para ello, es esencial determinar la rigidez, la resistencia y

otras propiedades más.

Tenemos una barra de material “x”, de longitud “L” y de un área transversal

“A”, sometida a una carga “P” en uno de sus extremos.

Esta carga esta distribuida en la estructura de la varilla y se aplica en su

área transversal. A partir de esto decimos que el esfuerzo es la fuerza que

hay en una estructura o maquina en una unidad de área, o es la intensidad

de las fuerzas distribuidas a través de una sección dada y el esfuerzo lo

representamos por la letra sigma “σ”, y matemáticamente así:

σ = A P