ESFUERZO Y DEFORMACI“N - PRADO MILLAN, JOSE ALEJANDRO

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Presentacin de PowerPoint

Repblica Bolivariana de VenezuelaI. U. P. Santiago MarioElemento de Maquinas IRealizado por:Prado Milln, Jos AlejandroC.I.: 20.534.576Esfuerzo y Deformacin

1EsfuerzoSe denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de rea, la cual se denota con la letra griega sigma () y es un parmetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que establece una base comn de referencia. = P/A Donde: P Fuerza axial;

A rea de la seccin transversal

La resistencia del material no es el nico parmetro que debe utilizarse al disear o analizar una estructura; controlar las deformaciones para que la estructura cumpla con el propsito para el cual se dise tiene la misma o mayor importancia.

El anlisis de las deformaciones se relaciona con los cambios en la forma de la estructura que generan las cargas aplicadas.

Una barra sometida a una fuerza axial de traccin aumentara su longitud inicial; se puede observar que bajo la misma carga pero con una longitud mayor este aumento o alargamiento se incrementar tambin. Por ello definir la deformacin () como el cociente entre el alargamiento y la longitud inicial L, indica que sobre la barra la deformacin es la misma porque si aumenta L tambin aumentara . Matemticamente la deformacin sera: = /L

DeformacinDeformacin PlsticaIrreversibleoPermanente: Modo de deformacin en que el material no regresa a su forma original despus de retirar la carga aplicada. Esto sucede porque, en la deformacin plstica, el material experimenta cambios termodinmicos irreversibles al adquirir mayorenergapotencial elstica. La deformacin plstica es lo contrario a la deformacin reversible.

Deformacin PlsticaDeformacin elstica,reversibleono permanente:

El cuerpo recupera su forma original al retirar lafuerzaque le provoca la deformacin. En este tipo de deformacin, el slido, al variar su estado tensional y aumentar su energa interna en forma deenerga potencial elstica, solo pasa por cambios termodinmicos reversibles.

Deformacin ElsticaEstablece que dentro de ciertos lmites, el esfuerzo es directamente proporcional a la deformacin que lo produce. Fue Thomas Young (1807) quien introdujo la expresin matemtica con una constante de proporcionalidad: = E= Esfuerzo Normal (Sigma).E= Modulo de Elasticidad.= Deformacin Unitaria (psilon).Al sustituir la ley de Hook, = P/A y = /L y despejar se obtiene:= PL/AE

La Ley de Hooke Establece que la deformacin total es directamente proporcional a la carga axial y la longitud del elemento, e inversamente proporcional al rea trasversal y al mdulo de elasticidad.

Se establece varias hiptesis:

1. El material es homogneo.2. El material est cargado por los extremos y la carga es axial.3. La seccin trasversal es constante en toda su longitud.4. El esfuerzo no debe sobrepasar el lmite de proporcionalidad.

Ley de HookeEnerga de DeformacinLa energa de deformacin es el aumento de energa interna acumulado en el interior de un slido deformable como resultado del trabajo realizado por las fuerzas que provocan la deformacin.

La energa de deformacin es igual al trabajo realizado por una carga, la cual se incrementa lentamente aplicada al elemento.

Ejercicios

Soluciones

1. Solucin.

Soluciones2. Solucin.

Las propiedades mecnicas de los materiales nos permiten diferenciar un material de otro ya sea por su composicin, estructura o comportamiento ante algn efecto fsico o qumico, estas propiedades son usadas en dichos materiales de acuerdo a algunas necesidades creadas a medida que ha pasado la historia, dependiendo de los gustos y propiamente de aquella necesidad en donde se enfoca en el material para que este solucione acabalidadla exigencia creada.Importancia del EsfuerzoY la Deformacin

La ley de Hooke cumple un papel de gran importancia en la ciencia eingenierade materiales, por lo que permite relacionar en una sola ecuacin solo dos variables (el esfuerzo aplicado y la deformacin unitaria) y de esta manera generalizar el clculo de ladeformacintanto para piezas de enormes dimensiones como para simples.Esta es laraznpor la que los elementos de mquina conjuntamente con la mecnica de los materiales es una disciplina bsica, en muchos campos de la ingeniera, entender elcomportamientomecnico esesencialpara el diseo seguro de todos los tipos de estructuras.

Esfuerzo CortanteElesfuerzo cortante,de corte,de cizallaode cortaduraes elesfuerzo internooresultantede las tensiones paralelas a la seccin transversal de unprisma mecnicocomo por ejemplo unavigao unpilar. Se designa variadamente comoT,VoQ.Este tipo desolicitacinformado por tensiones paralelas est directamente asociado a latensin cortante. Para unapieza prismticase relaciona con la tensin cortante mediante la relacin:

Para unaviga rectapara la que sea vlida lateora de Euler-Bernoullise tiene la siguiente relacin entre las componentes del esfuerzo cortante y elmomento flector:

DesplazamientoCuando un medio continuo se deforma, la posicin de sus partculas materiales cambia de ubicacin en el espacio. Este cambio de posicin se representa por el llamadovector desplazamiento,u= (ux,uy,uz). No debe confundirse desplazamiento con deformacin, porque son conceptos diferentes aunque guardan una relacin matemtica entre ellos:

Por ejemplo en un voladizo o mnsula empotrada en un extremo y libre en el otro, las deformaciones son mximas en el extremo empotrado y cero en el extremo libre, mientras que los desplazamientos son cero en el extremo empotrado y mximos en el extremo libre.Fatiga de MaterialesEningenieray, en especial, enciencia de los materiales, lafatiga de materialesse refiere a un fenmeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinmicas cclicas se produce ms fcilmente que con cargas estticas. Aunque es un fenmeno que, sin definicin formal, era reconocido desde la antigedad, este comportamiento no fue de inters real hasta la Revolucin Industrial, cuando, a mediados delsiglo XIX comenzaron a producir las fuerzas necesarias para provocar la rotura con cargas dinmicas son muy inferiores a las necesarias en el caso esttico; y a desarrollar mtodos de clculo para el diseo de piezas confiables. Este no es el caso de materiales de aparicin reciente, para los que es necesaria la fabricacin y el ensayo de prototipos.