Esfuerzos Que Soportan Los Elementos Que Componen Las Estructuras

8/16/2019 Esfuerzos Que Soportan Los Elementos Que Componen Las Estructuras

1/8

ESFUERZOS QUE SOPORTAN LOS ELEMENTOS

QUE COMPONEN LAS ESTRUCTURAS

Al construir una estructura se necesita tanto un diseño adecuado como unoselementos que sean capaces de soportar las fuerzas, cargas y acciones a las que

va a estar sometida. Los tipos de esfuerzos que deben soportar los diferentes

elementos de las estructuras son:

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

componen una pieza, tendiendo a alargarla. Por eemplo, cuando se cuelga

de una cadena una l!mpara, la cadena queda sometida a un esfuerzo de

tracci"n, tendiendo a aumentar su longitud.

•

Compresión. Hace que se apro#imen las diferentes partículas de unmaterial, tendiendo a producir acortamientos o aplastamientos. $uando

nos sentamos en una silla, sometemos a las patas a un esfuerzo de

compresi"n, con lo que tiende a disminuir su altura.


2/8


3/8

trampolín de una piscina, la tabla se fle#iona. )ambi*n se fle#iona un

panel de una estantería cuando se carga de libros o la barra donde se

cuelgan las perc&as en los armarios.

• Torsión. Las fuerzas de torsi"n son las que &acen que una pieza tienda a

retorcerse sobre su ee central. 'st!n sometidos a esfuerzos de torsi"n los

ees, las manivelas y los cig+eñales.

ASPECTOS GENERALES DE LA FALLA EN LOS MATERIALES

La falla puede considerarse como la alteración del comportamiento característico de acuerdo con

alguna propiedad física básica. Por ejemplo, el es forzamiento o deformación de un material más

allá del límite elástico, es decir sin recuperación de su forma o longitud original. A nivel

macroescalar la falla puede concebirse como el grado de deformación qué sea ecesivo en

relación con el desempe!o aceptable de un miembro de alguna estructura o máquina.

La falla puede ocurrir de tres maneras fundamentales" por deslizamiento o flujo, por separación,

# por pandeo. $l deslizamiento o flujo ocurre bajo la acción de esfuerzos cortantes.

$sencialmente, los planos paralelos dentro de un elemento de un material se mueven %se

deslizan o desplazan& en direcciones paralelas' la acción continua de esta manera, a un volumen

constante # sin desintegración del material, se denomina creep, o flujo plástico. $l deslizamiento

puede terminar por ruptura cuando las fuerzas moleculares %o esfuerzos de escala similar& son


4/8

rebasadas. $stos esfuerzos cortantes que causan el deslizamiento son originados por cargas

tensivas o compresivas, cargas torsionales, o cargas fleionantes.

La separación es una acción inducida por los esfuerzos tensivos. (e verifica cuando el esfuerzo

normal a un plano ecede las fuerzas internas que aglutinan el material' la falla por separación

es frecuentemente denominada fractura por fisura. Los estados de esfuerzos que involucran

esfuerzos tensivos suficientes para causar la fractura por fisura pueden ser inducidos por cargasdiferentes de las primarias tensivas.

$l pandeo es un fenómeno de compresión. )na falla por pandeo puede inducirse mediante una

carga diferente de la carga primaria compresiva' por ejemplo, la carga torsional de un tubo de

pared delgada puede arrojar pandeo causado por los esfuerzos compresivos inducidos' o en una

viga de madera, bajo carga fleionante, la falla puede iniciarse por el pandeo localizado de las

fibras de madera en la superficie en compresión de la viga.

Defniciones:

Carga. Es la fuerza exterior que actua sobre un cuerpo.

Consecuencias:

Resistencia. Es cuando la carga actua y produce deformación. Es la capacidad de

un cuerpo para resistir una fuerza aun cuando haya deformación.

Rigidez. Es cuando la carga actua y NO produce deformación. Es la capacidad de un

cuerpo para resistir una fuerza sin deformarse.

Esuerzos. Son las fuerzas intersas, debido a las cargas, sometidas a un

elemento resistente.

Tipos de carga:

Carga estática. Se aplica gradualmente desde en valor inicial cero hasta su

mximo valor.

Carga dinámica. Se aplica a una velocidad determinada. !ueden ser" Carga

súbita, cuando el valor mximo se aplica instantaneamente# Carga de choque

libre, cuando est producida por la caida de un cuerpo sobre un elemento resistente

y Carga de choque orzado, cuando una fuerza obliga a dos masas que han

colisionado a seguir deformndose despu$s del choque.


5/8

Clasifcacin de los esuerzos

!uerza. Son esfuerzos que se pueden clasi%car debido a las fuerzas. &eneran

desplazamiento. 'ependiendo si estn contenidos (o son normales) en el plano

que contiene al e*e longitudinal tenemos"

Contiene al e*e longitudinal"

Traccin. Es un esfuerzo en el sentido del e*e. +iende a alargar las %bras.

Compresin. Es una tracción negatia. as %bras se acortan.

"ormal al plano que contiene el e*e longitudinal"

Cortadura. +iende a cortar las piezas mediante desplazamiento de las secciones

afectadas.

#omento. Son esfuerzos que se pueden clasi%car debido a los momentos.

&eneran giros. 'ependiendo si estn contenidos (o son normales) en el plano

que contiene al e*e longitudinal tenemos"

Contiene al e*e longitudinal"

!le$in. El cuerpo se -exa, alargndose unas %bras y acortndose otras.

"ormal al plano que contiene el e*e longitudinal"

Torsin. as cargas tienden a retorcer las piezas.

%tros:

Esuerzos compuestos. Es cuando una pieza se encuentra sometida

simultneamente a varios esfuerzos simples, superponi$ndose sus acciones.

Esuerzos &ariables. Son los esfuerzos que varan de valor e incluso de signo.

/uando la diferencia entre el valor mximo y el valor mnimo es 0, el esfuerzo se

denomina alternado. !ueden ocasionar rotura por fatiga.

Ensa'o de traccin


6/8

1 menudo se realizan una serie de pruebas a los materiales

(fundamentalmente metales) para ver su comportamiento, a estas prueba se

les llama ensayos. 1 partir de estos, se puede determinar"

•

Sus caractersticas para una posible utilización

• os defectos de las piezas ya terminadas.

El ensayo de tracción es el ms importante y el ms empreado de todos. Se

realliza con probetas de dimensiones normalizadas, que se someten a

esfuerzos de tracción progresivamente crecientes, en dirección longitudinal,

hasta producir su rotura.

El ensayo de tracción permite estudiarel alargamiento de la probeta en

función de la fuerza o carga actuante.

a forma del diagrama depende del

material a ensayar. En la imagen

podemos ver un diagrama

caracterstico de un material d2ctil y

maleable, como el acero extrasuave.

(er)odo *. +,+R-+#E"T%/E,0/TC%/. os alargamientos son

peque3os y proporcioales a los

esfuerzos. /uando el esfuerzo cesa la

probeta recupera su estado

inicial. 1%"+ E,0/TC+.

(er)odo 2. +,+R-+#E"T%/ (ER#+"E"TE/. os alargamientos son

grandes, cuando cesa la fuerza, la deformación permanece. 1%"+ (,0/TC+.

(er)odo 3. +,+R-+#E"T%/ ,%C+,1+D%/. /uando la carga llega a cierto

valor, el alargamiento se localiza en una zona concreta (hacia el centro de la

probeta) llamada 1%"+ DE E/TRCC4". 4inaliza en rotura.

(untos ' conceptos:


7/8

5. ,)mite de elasticidad 5E6. Es la mxima tensión que se puede

producirse sin que haya deformación permanente.

6. ,)mite de proporcionalidad 5(6. Es la mxima tensión que se puede

producir en la zona donde la tensión es una función lineal. Suelecoincidir con el anterior.

7. ,)mite de 7uencia 5869 tambi$n llamado lmite aparente de elasticidad.

Es una medida arbitraria tomada por acuerdo internacional. Surge a

partir del punto donde se produce una deformación de 0,68.

9. Carga de rotura 5R6 o lmite de rotura. Es la carga mxima por unidad

de sección que resiste el material antes de romperse.

:. Rotura eecti&a 56. !unto donde rompe la probeta.

;. +largamiento de rotura. Es el alargamiento que sufre el material

antes de romperse.


8/8

Esfuerzos Que Soportan Los Elementos Que Componen Las Estructuras

Documents

Transcript of Esfuerzos Que Soportan Los Elementos Que Componen Las Estructuras