Instituto Universitario Politécnico

“Santiago Mariño”Extensión: Porlamar

Realizado por:David Farias

Código 46

Elemento de Maquina

ESFUERZOJustamente se denomina esfuerzo a la

fuerza por unidad de área, la cual se denota con la letra griega sigma (σ) y es un parámetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que establece una base común de referencia.

Esfuerzo axialEl esfuerzo normal (esfuerzo axil o axial) es el esfuerzo

interno o resultante de las tensiones perpendiculares (normales) a la sección transversal de un prisma mecánico. Este tipo de solicitación formado por tensiones paralelas está directamente asociado a la tensión normal.Dada una sección transversal al eje longitudinal de una viga o pilar el esfuerzo normal es la fuerza resultante de las tensiones normales que actúan sobre dicha superficie.

Esfuerzo cortanteEl esfuerzo cortante, de corte, de cizalla o de

cortadura es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones paralelas a la sección transversal de un prisma mecánico como por ejemplo una viga o un pilar. Se designa variadamente como T, V o QSe define como la relación entre la fuerza y el área a través de la cual se produce el deslizamiento, donde la fuerza es paralela al área.

DEFORMACIONcontrolar las deformaciones para que la estructura

cumpla con el propósito para el cual se diseñó tiene la misma o mayor importancia. El análisis de las deformaciones se relaciona con los cambios en la forma de la estructura que generan las cargas aplicadas.

Diagrama esfuerzo – deformación :

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.

Deformaciones elásticas y plásticas

Deformación plástica, irreversible o permanente. Modo de deformación en que el material no regresa a su forma original después de retirar la carga aplicada. Esto sucede porque, en la deformación plástica, el material experimenta cambios termodinámicos irreversibles al adquirir mayor energía potencial elástica.

Deformación elástica, reversible o no permanente, el cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza que le provoca la deformación. En este tipo de deformación, el sólido, al variar su estado tensional y aumentar su energía interna en forma de energía potencial elástica, solo pasa por cambios termodinámicos reversibles.

Tracción• La 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.

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. Al cortar con unas tijeras un papel estamos provocando que unas partículas tiendan a deslizarse sobre otras. Los puntos sobre los que apoyan las vigas están sometidos a cizallamiento.

TORSION 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. La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por las dos curvas.

Es un concepto económico introducido por el economista inglés Alfred Marshall, procedente de la física, para cuantificar la variación experimentada por una variable al cambiar otra.

PlasticidadEs la propiedad mecánica de un material inelástico, natural, artificial, biológico o de otro tipo, de deformarse permanente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico.

Rigidez

En ingeniería, la rigidez es la capacidad de un elemento estructural para soportar esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones y/o desplazamientos.

FatigaSe refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. Aunque es un fenómeno que, sin definición formal, era reconocido desde la antigüedad, este comportamiento no fue de interés real hasta la Revolución Industrial, cuando, a mediados del siglo XIX comenzaron a producir las fuerzas necesarias para provocar la rotura con cargas dinámicas son muy inferiores a las necesarias en el caso estático; y a desarrollar métodos de cálculo para el diseño de piezas confiables.

FlexiónEn ingeniería se denomina flexión al tipo de deformación

que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras.

Flexión en vigas o arcos

Las vigas o arcos son elementos estructurales pensados para trabajar predominantemente en flexión. Geométricamente son prismas mecánicos cuya rigidez depende, entre otras cosas, del momento de inercia de la sección transversal de las vigas.

Columna Una columna es un elemento axial sometido a compresión, lo

bastante delgado respecto su longitud, para que abajo la acción de una carga gradualmente creciente se rompa por flexión lateral o pandeo ante una carga mucho menos que la necesaria para romperlo por aplastamiento. Las columnas suelen dividirse en dos grupos: “Largas e Intermedias”. A veces, los elementos cortos a compresión se consideran como un tercer grupo de columnas. Las diferencias entre los tres grupos vienen determinadas por su comportamiento.

• La viga AB esta empotrada en la pared y tiene un peso uniforme de 80 N/m. Si el gancho soporta una carga de 1500 N determine la cargas internas resultantes que actúan sobre las secciones transversales por los puntos C y D.

Segmento BC.

+ ƩFx= 0; NC= 0

+ ƩFy= 0; VC – 2.0 – 1.5= 0

VC= 3.50

+ ƩMC= 0; -MC – 2(12.5) – 1.5(15)= 0

MC= -4.75Segmento BD.

+ ƩFx= 0; ND= 0

+ ƩFy= 0; VD – 0.24= 0

VD= 0.240

+ ƩMD= 0; -MD – 0.24(1.5)= 0

MD= -0.360

La rueda de soporte se mantiene en su lugar bajo la pata de un andamio por

medio de un pasador de 4mm de diámetro como se muestra en la figura. Si la

rueda sometida a una fuerza normal de 3kN, determine el esfuerzo cortante

promedio generado en el pasador. Desperdicie la fricción entre la pata de andamio

y el tubo sobre la rueda.

Diagrama de cuerpo libre

3kN

Por equilibrio:

+ ƩFy=0 3kN-2V=0

V=1.5 kN

Calculo de área de cortante.

A= π∅24 = π(0.004)24 = 0.00001256636𝑚𝑚2