INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICOSANTIAGO MARIÑO

EXTENSIÓN NUEVA ESPARTAESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

INGENIERIA ECONÓMICA

ESFUEROZO Y DEFORMACION

BR. KISBEL CARMONAC.I: 23.868.664

Elemento de maquinasCarneiro, Julián

PORLAMAR, ABRIL 2015

ESFUERZO

Es la intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo. se denomina tensión mecánica al valor de la distribución de fuerza por unidad de área en el entorno de un punto material dentro de un cuerpo material o medio continuo. Un caso particular es el de tensión uniaxial. A la que se le llama también Esfuerzo simple, es la fuerza por unidad de área que soporta un material, que se denota con la σ .σ = Esfuerzo o fuerza por unidad de área (valor medio).P =Carga aplicada.A = Área de sección transversa

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TIPOS DE ESFUERZOS

TRACCION

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).

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TIPOS DE ESFUERZOS

COMPRESIONEs la resultante de las tensiones o presiones que 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).

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TIPOS DE ESFUERZOS

FLEXIONEs un tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal.

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TIPOS DE ESFUERZOS

TORSIONLas 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.

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TIPOS DE ESFUERZOS

FLEXIONEs un tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal.

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DEFORMACIÓNEs el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a la aplicación de

una o más fuerzas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica. La magnitud más simple para medir la deformación es lo que en ingeniería se llama deformación axial o deformación unitaria

Se define como el cambio de longitud por unidad de longitud: Donde es la longitud inicial de la zona en estudio y la longitud final o deformada. Es útil para expresar los cambios de

longitud de un cable o un prisma mecánico. La Deformación Unitaria se obtiene dividiendo el cambio en la longitud = L – Lo entre la longitud inicial.

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TIPOS DE DEFORMACION

DEFORMACION ELASTICACambio 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.

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TIPOS DE DEFORMACION

DEFORMACION PLASTICA 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.

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TIPOS DE DEFORMACION

DEFOMACION POR RIGIDEZEs 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.

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TIPOS DE DEFORMACION

DEFORMACON POR RESILIENCIALa 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.

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TIPOS DE DEFORMACION

DEFORMACION POR DUREZAEs el 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.

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LEY DE HOOKEOcurre 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.

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IMPORTANCIALas 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. 

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EJERCICIO Dos varillas cilíndricas solidas AB y BC están soldadas en B y cargadas como se muestra. Sabiendo que d1= 30mm y d2= 50 mm, encuentra el esfuerzo normal promedio en la sección central de:a) La varilla ABb) B) La varilla BC

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60KN

A

d1

0,9 KN

125KN

125KN

d2

1,2 KN

CB

EJERCICIO

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Solución:

Tramo AB:• Como primer paso, debe realizarse un corte en el tramo AB para

determinar la fuerza interna que se genera en dicha sección.

Tramo AB Fuerza interna 60KN tensión

Área: A= = =706,86*

Esfuerzo normal: GAB= = = 84,88*Pa = GAB = 84,9 MPA

EJERCICIO

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Solución:

Tramo BC:• Para determinar la fuerza interna que se genera en el trama BC, se

realiza un corte en dicha sección y se denomina dicha magnitud como PBC

Tramo BC Fuerza: P=

Área: A= = =1,9635 *

Esfuerzo normal: GBC= = = -96,77*Pa =GAB =-96,8 MPA