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MECNICA DE MATERIALESTEMA: CONCENTRACIONES DE ESFUERZOS BAJO CARGAS AXIALESALUMNO: AGUILAR CACERES JULIO CESARING. MAMANI CASTILLO ROOSBEL DENNIS

CONCENTRACIONES DE ESFUERZOSEs usual emplear la formula bsica = P/A, en la cual P es la fuerza axial en labarra y A es el rea de su seccin transversal. Esta formula se basa en la suposicin de que la distribucin del esfuerzo es uniforme en toda la seccin. En realidad, las barras con frecuencia tienen agujeros, ranuras, muescas, filetes,roscas u otros cambios abruptos en su geometra que producen perturbacionesen el patrn uniforme de esfuerzos. Estas discontinuidades en la geometracausan esfuerzos elevados en regiones muy pequeas de la barra y se conocencomo CONCENTRACIONES DE ESFUERZOS.Para ilustrar la naturaleza de las concentraciones de esfuerzos, considere los esfuerzos en una barra con seccin transversal rectangular (ancho b, espesor t) sometida a una carga concentrada P en el extremo. El esfuerzo pico directamente debajo de la carga puede ser varias veces el valor del esfuerzo promedio P/b.t, dependiendo del rea sobre la cual se aplica. Sin embargo, el esfuerzo mximo disminuye rpidamente conforme nos alejamos del punto de la aplicacin de la carga, como se muestra mediante los diagramas de esfuerzos en la figura. A una distancia desde el extremo de la barra igual al ancho b de la misma, la distribucin de esfuerzos es casi uniforme y el esfuerzo mximo es solo un pequeo porcentaje mayor que el esfuerzo promedio. Esta observacin es cierta para la mayor parte de las concentraciones de esfuerzos, como agujeros y ranuras.

Distribuciones de esfuerzos cerca del extremo de una barra con seccin transversal rectangular (ancho b, espesor t) sometida a una carga concentrada P que acta sobre un rea pequea.Factores de concentracin de esfuerzosAhora consideremos algunos casos particulares de concentraciones de esfuerzos causadas por discontinuidades en la forma de la barra.El esfuerzo normal que acta sobre la seccin transversal a travs del centro del agujero tiene la distribucin que se muestra en la figura. El esfuerzo mximo max ocurre en los bordes del agujero y puede ser bastante mayor que el esfuerzo nominal = P/ct en la misma seccin transversal.La intensidad de una concentracin de esfuerzos usualmente se expresa por la razn entre el esfuerzo mximo y el esfuerzo nominal, y se llamafactor de concentracin de esfuerzos K

Distribucin del esfuerzo enuna barra plana con un agujero circular.

Factor de concentracin de esfuerzos K para barras planas con agujeros circulares.

Factor de concentracin de esfuerzos K para barras planas con filetes en los rebordes. La lnea discontinua es para un filete de un cuarto de circulo

Factor de concentracin de esfuerzos K para barras redondas con filetes en los rebordes. La lnea discontinua es para un filete de un cuarto de circulo.EJEMPLO DE APLICACINLas barra plana que se muestran en la figura estn sometidas a fuerzas de tensin P = 3.0 k. La barra tiene un espesor t = 0.25 in.Para la barra con un agujero circular, determine el esfuerzo mximo para dimetro del agujero d = 1 in. Si el ancho b = 6.0 in.