Esfuerzo , Deformación, Torsión y Fatiga

Realizado Por:SAMIE REYES

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INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO“SANTIAGO MARIÑO”

EXTENSION PORLAMAR

Todo material reaccionara de distinta manera al estar sometido a distintas cargas en su superficie, pudiendo presentar niveles de deformación y de esfuerzo únicos, demostrando distintas reacciones tales como cambios en su tamaño, en su forma o tal vez el quiebre de la misma.

por eso debido a las distintas cualidades de los materiales, estos podrán ser mas dúctiles, elásticos, resistentes y frágiles en comparación con otros materiales cuando se sometan a distintas cargas.

A continuación se presentaran distintos términos asociados al estudio de las cualidades de los materiales cuando se les somete a esfuerzos y cargas axiales.

INTRODUCCION

La deformación se define como cualquier cambio en la posición o en las relaciones geométricas internas sufridas por un cuerpo siendo consecuencia de la aplicación de un campo de esfuerzos, por lo que se manifiesta como un cambo de forma, de posición, de volumen o de orientación. Puede tener todos estos componentes, cuando esto ocurre se dice que la

deformación es total.  

Deformación

Dependiendo de la naturaleza del material y las condiciones bajo las que se encuentre, existen varios tipos de deformación. Se dice que un cuerpo sufre una deformación elástica cuando la relación entre esfuerzo y deformación es constante, y el cuerpo puede recuperar su forma original al cesar el esfuerzo deformante. Cuando dicha relación no es constante se produce una deformación plástica y aunque se retire el esfuerzo, el cuerpo quedará con una deformación permanente.

Tipos de deformación

Se define como la fuerza por unidad de superficie que soporta o se aplica sobre un cuerpo, es decir es la relación entre la fuerza aplicada y la superficie donde se aplica.

Una fuerza aplicada a un cuerpo no genera el mismo esfuerzo sobre cada una de las superficies del cuerpo, pues al variar la superficie, varia la relación fuerza / superficie, lo que comprende el esfuerzo.

esfuerzo

Tracción. Hace que se separen entre sí las distintas partículas que componen una pieza, tendiendo a alargarla. Por ejemplo, cuando se cuelga de una cadena una lámpara, la cadena queda sometida a un esfuerzo de tracción, tendiendo a aumentar su longitud.

Compresión. Hace que se aproximen las diferentes partículas de un material, tendiendo a producir acortamientos o aplastamientos. Cuando nos sentamos en una silla, sometemos a las patas a un esfuerzo de compresión, con lo que tiende a disminuir su altura.

Tipos de esfuerzos

Tipos de esfuerzos

Torsión. 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.

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. Al saltar en la tabla del trampolín de una piscina, la tabla se flexiona. También se flexiona un panel de una estantería cuando se carga de libros o la barra donde se cuelgan las perchas en los armarios.

es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.

torsión

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.

Fatiga de los materiales

Se los clasifica según la forma de alternancia de las tensiones.

a) y b) Alternados: Se generan cuando las tensiones cambian de signo alternativamente. El caso más común y simple, es aquel en que la tensión máxima positiva es igual a la mínima, obteniéndose un ciclo denominado alternado simétrico.

Cuando las tensiones se presentan de distinto sigo y valor, el ciclo es llamado alternado asimétrico.

c) Intermitentes: En este caso los esfuerzos tienen siempre el mismo sentido y su ciclo va desde cero a un valor determinado, que puede ser positivo o negativo.

d) Pulsa torios: tienen cuando la tensión varía de un máximo a un mínimo, distinto de cero, dentro del mismo signo.

Tipos de Fatiga

Ejemplo

Un elemento que está sometido a fatiga con una onda alternada del tipo a, puede ser un eje con una polea montada, el cual está sometida a flexión y, al rotar, todos sus puntos sufren tracción y compresión alternadamente.

- una biela, si bien no sufre flexión, está sometida directamente a esfuerzos de compresión y tracción en cada ciclo que realiza en su trabajo, dando lugar a ciclos alternados de tensiones.

- un buen ejemplo de fatiga con ciclo intermitente de tensiones (c) es un árbol de levas, el cual se somete a flexión cuando sus levas accionan las válvulas, y no sufren solicitación considerable cuando no las acciona.

Ejemplos prácticos

Cuando se desea construir algún producto, estructura o artefacto, se desea poder hacerlo con la mayor calidad y así garantizar su durabilidad en el área en la cual será aplicado dicho producto.

Para eso resulta de gran importancia conocer las propiedades de cada material para entender su comportamiento y su reacción ante situaciones en las cuales se sometan a fuerzas o cargas que comprometan su estructura, guiándonos a poder elegir con plena exactitud que material elegir para la fabricación de dicho producto.

conclusión