ESFUERZO NORMALEsfuerzo es la resistencia que ofrece un área unitaria (A) del material del que está hecho un miembro para una carga aplicada externa (fuerza, F):

Esfuerzo = fuerza / área = F / A

En algunos casos, como en el esfuerzo normal directo, la fuerza aplicada se reparte uniformemente en la totalidad de la sección transversal del miembro; en estos casos el esfuerzo puede calcularse con la simple división de la fuerza total por el área de la parte que resiste la fuerza, y el nivel del esfuerzo será el mismo en un punto cualquiera de una sección transversal cualquiera. En otros casos, como en el esfuerzo debido a flexión, el esfuerzo variará en los distintos lugares de la misma sección transversal, entonces el nivel de esfuerza se considera en un punto.

Dependiendo de la forma cómo actúen las fuerzas externas, los esfuerzos y deformaciones producidos pueden ser axiales, biaxiales, triaxiales, por flexión, por torsión, o combinados, como se muestra en las figuras 2, 3, 4, 5, 6 y 7.

PLANO DE LA PIEZA

CALCULO DEL ESFUERZOPara calcular el esfuerzo normal de la nuestra figura, se tendrá que dividir la fuerza entre el área de la sección transversal.Por lo tanto se procederá a sacar el área total de la sección transversal.Como nuestra figura tiene un hueco en la parte central, se procederá a sacar el área del círculo mayor y el área del círculo menor para que posteriormente se le reste el área menor del círculo al área mayor y asi obtener el área total de la figura.Área del círculo de 0.05 de diámetro.

Área del círculo de 0.03 de diámetro.

Por lo que el área total será:

Ya obtenida el área total se calculara el esfuerzo normal de nuestra figura con la siguiente formula:

En donde P es la carga o fuerza que se aplica y A es el área de la sección transversal de nuestra figura, por lo que se sustituirán los valores para obtener nuestro esfuerzo.

¿CÓMO CREAR NUESTRA FIGURA EN SOLID WORKS?Para crear nuestra figura en solid Works primero que nada es necesario abrir nuestro programa para trabajar en el, una vez abierto nuestro programa te vas a la barra de herramientas, le das click en inicio y te vas a la opción nuevo. Una vez hechas estas indicaciones te aparecerá el siguiente recuadro con las siguientes opciones:

Nuestra figura es en 3D por lo que elegiremos la opción 1 dando un click en el cuadrito de la opción y enseguida aceptar en las opciones de abajo del recuadro.

Una vez elegido el tipo de figura que realizaremos se procederá a poner las unidades de medida en que se quiere el diseño de nuestra figura, por lo que le daremos un click a la opción herramientas de la barra de herramientas de nuestro programa, enseguida se desplegarán muchas opciones, nosotros nos iremos a la opción de opciones como se muestra en la siguiente figura.

Una vez de haber dado un click en opciones te aparecerá el siguiente recuadro:

El recuadro anterior contiene dos pestañas, le das click a la pestaña de propiedades del documento y te aparecerán distintas opciones en el entorno

blanco de la izquierda del recuadro, en donde se elegirá la opción de unidades, como se muestra en la siguiente figura:

Una vez elegida nuestra opción procederemos a elegir las unidades de medida que se requieren para nuestra figura.

Ya elegidas nuestras unidades de medida enseguida procederemos a diseñar nuestra figura, para esto le daremos click en dibujo y te aparecerá una opción que dice dibujo y le daremos click a esa opción, una vez de haber dado click te aparecerá el siguiente recuadro.

Una vez que te aparezca el recuadro anterior se decidirá en que plano quieres trabajar, nosotros elegiremos el plano de enfrente, dándole un click a la línea para empezar a dibujar nuestra figura.

Una vez ya hechos los pasos anteriores procederemos a realizar nuestra figura. Como se muestra en la figura siguiente.

Enseguida de haber dibujado nuestros dos círculos procederemos a darles las medidas que le corresponden a cada figura dando click a dimensiones inteligentes, para después darle click a la figura y poner la medida de la figura en el recuadro que aparece. Como se muestra en la siguiente figura.

Una vez dibujados nuestros dos círculos procederemos a dibujar la 3d de la figura, para lograr esto le daremos click al botón de estructura de la base como se ilustra en la siguiente figura.

Una vez hecho click en el botón nos aparecerá la siguiente figura en 3D.

Una vez que aparece la figura se le ponen las medidas que le corresponden y le das click en aceptar la figura, como se muestra en la siguiente figura.

Ya obtenida la figura enseguida daremos click en zoom para ver toda la figura en la pantalla, como se muestra a continuación.

Enseguida haremos click en cosmos express y te aparecerá el siguiente recuadro.

Una vez que aparezca el recuadro nos da una breve bienvenida a usar este servicio, por lo que daremos click en opciones y nos aparecerá un recuadro con la siguiente informacion.

En el recuadro aparece una opción que dice que en que sistema de unidades quieres el resultado del esfuerzo, por lo que elegiremos la opción del SI (sistema internacional) y daremos click en la opción siguiente.

A continuación te aparecerá el mismo recuadro pero en el contenido de la pestaña material, en la cual se elegirá el tipo de material que utilizara nuestra figura a realizar.

Una vez elegido el material daremos click a la opción que dice aplicar como se muestra en la figura.

Enseguida daremos click en la opción siguiente y el recuadro nos llevara a la pestaña que dice contener por lo que le daremos la opción de siguiente.

Enseguida nos aparecerá un recuadro, por lo que tendremos que ponerle nombre al apoyo que valla a contener toda esa fuerza y darle un nombre. Como se muestra en la siguiente figura.

Una vez puesto el nombre del soporte de la figura daremos click en el recuadrito rosa y procederemos a indicar con un click el extremo en donde se soportaran las fuerzas de nuestra figura, como se muestra a continuación.

Ya elegido el soporte de nuestra figura le daremos click en siguiente y procederemos a añadir una fuerza, nosotros elegiremos una fuerza de comprensión como se muestra en la siguiente figura.

Ya elegida la fuerza de comprensión le daremos click en la opción siguiente y nos aparecerá un recuadro donde pondremos el nombre de la carga y al igual que la fuerza del soporte podremos el nombre de la fuerza y elegiremos el lado o extremo que queda para nuestra fuerza. Como se muestra a continuación.

Una vez indicada nuestra carga en nuestra figura nos aparecerá un cuadro en el cual pondremos la fuerza a la que se encuentra nuestra carga.

ACERO MAQUINARIAAcero AISI 1020:• Acero bajo contenido de carbono y utilizado para trabajos que requieran baja resistencia Mecánica, material de buena soldabilidad.• Maquinabilidad de un 72%.Propiedades Mecánicas:Dureza Brinell...............................................121Resistencia a la tracción…………………55.100 psiEsfuerzo a la Fluencia.......................... 29 700 psiElongación..............................................25%1. Descripción: acero de mayor fortaleza que el 1018 y menos fácil de conformar. Responde bien al trabajo en frío y al tratamiento térmico de cementación. La soldabilidad es adecuada. Por su alta tenacidad y baja resistencia mecánica es adecuado para elementos de maquinaria.2. Normas involucradas: ASTM A1083. Propiedades mecánicas: Dureza 111 HBEsfuerzo de fluencia 205 MPa (29700 PSI)Esfuerzo máximo 380 MPa (55100 PSI)Elongación 25%Reducción de área 50%Módulo de elasticidad 205 GPa (29700 KSI)Maquinabilidad 72% (AISI 1212 = 100%)4. Propiedades físicas: Densidad 7.87 g/cm3 (0.284 lb/in3)5. Propiedades químicas: 0.18 – 0.23 % C0.30 – 0.60 % Mn0.04 % P máx0.05 % S máx6. Usos: se utiliza mucho en la condición de cementado donde la resistencia al desgaste y el tener un núcleo tenaz es importante. Se puede utilizar completamente endurecido mientras se trate de secciones muy delgadas. Se puede utilizar para ejes de secciones grandes y que no estén muy esforzados. Otros usos incluyen engranes ligeramente esforzados con endurecimiento superficial, pines endurecidos superficialmente, piñones, cadenas, tornillos, componentes de maquinaria, prensas y levas.7. Tratamientos térmicos: se puede cementar para aumentarle la resistencia al desgaste y su dureza mientras que el núcleo se mantiene tenaz. Se puede recocer a 870 °C y su dureza puede alcanzar los 111 HB, mientras que con normalizado alcanza los 131 HB.