ELEMENTOS DE MÁQUINAS nerea

8/7/2019 ELEMENTOS DE MQUINAS nerea

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ELEMENTOS DE MQUINAS

PAR DE FUERZAS


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PAR DE FUERZAS

d1d2

F1F2


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PAR DE FUERZAS

A

B

Cual d las d s s sla a?

2

00

7

,1

1

P = 110,97 kP = 68 K


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RESISTENCIA DE MATERIALES


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La Resistencia de Materiales es una rama de la Mecnica que estudia elcomportamiento de losslidossometidos a cargas exteriores. Dentro dela mecnica se consideran tres campos fundamentales.

CINEMTIC : Estudia el movimiento de los cuerpossin considerar su masa.

ESTTIC : Estudia losslidos rgidos que se encuentran en equilibrio esttico.

DINMIC : Estudia los cuerpos en movimiento, relacionando su masa con lafuerza que produce dicho movimiento.


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La Resistencia de Materiales estudia y relaciona las cargas exterioresylos efectos que stos producen sobre los cuerpos.

Cable de acero

17

30

0

Pcizalla

duraflexin

traccin


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Se dice que un cuerpo puede resistir unas determinadas cargas cuandodicho cuerpo no se rompe por la accin de stas.Sin embargo estas cargaspueden producir deformaciones en el cuerpo que hacen que sustrabajodentro de una estructura no sea el adecuado.Es aqu donde entra elconcepto de rigidez. Un cuerpo ser ms rgido frente a determinadas

fuerzas cuanto menosse deforma.

Cable de acero

17

30

0

P


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A B

C

2000 kg

traccin

flexin

cizalladura


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ELEMENTOS EMQUINAS

RESISTENCIA EMATERIALES

A B

C

2000 kg

- Qu seccin mnima debetener el cable de aceropara cumplir con garantascon la exigencias del

sistema?


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ELEMENTOS EMQUINAS


- Qu tipo de acero se debe utilizar para la fabricacin del cable?

A B

C

2000 kg


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ELEMENTOS EMQUINAS


- Existirn deformaciones excesivas en el cable, que puedenhacer que qu elsistema no funcione adecuadamente?

A B

C

k


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ELEMENTOS EMQUINAS


1. TRACCIN: El esfuerzo es perpendicular a la seccintransversal del cuerpo.Este tipo de esfuerzostienden a alargar elcuerpo.En la figura se puede observar como la cuerda estsometida a un esfuerzo de traccin.

S

F

F


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ELEMENTOS EMQUINAS


2.- COMPRESIN: El esfuerzo, aligual que en el caso anterior esperpendicular a la seccin transversaldel cuerpo, pero este esfuerzo tiende a

acortar d

icho cuerpo

.

F


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ELEMENTOS EMQUINAS


3.- CIZALLADURA OCORTADURA: Cuando sobre el cuerpo actanfuerzas contrarias, situadas en dos planos contiguos, que tienden adeslizar entre s, lassecciones en que actan.

F

F

1

2

3

F

F

1

2

3

F

F

1

2

3


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ELEMENTOS EMQUINAS


4.- FLEXIN: Cuando sobre elcuerpo actan fuerzas quetienden a doblar el cuerpo.Estoproduce un alargamiento de unas

fibras y un acortamiento deotras.Este tipo de esfuerzossepresentan en puentes, vigas deestructuras, perfiles que securvan en mquinas, etc.

F


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ELEMENTOS EMQUINAS


5.- PANDEO: Es un esfuerzocombinado de flexin ycompresin que se presenta encolumnas y piezas cargadasaxialmente, cuando su seccintransversal es pequea enrelacin a su altura o longitud.Este tipo de piezas quepueden presentar pandeo se

lassuele denominar piezasesbeltas.

F


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ELEMENTOS EMQUINAS


6.- TORSIN: Cuando losesfuerzostienden a retorcerlas piezas.

F


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ELEMENTOS EMQUINAS


El concepto de tensin se introduce en la Resistencia de Materiales, paraintentar explicar el comportamiento interno de los cuerpossometidos aesfuerzos.

W=F/S

S

F

F

S F


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ELEMENTOS EMQUINAS


Sila fuerza actuante no es perpendicular a la superficie, siempre se puededescomponer en una componente normal y otra contenida en la superficie.La fuerza normalN, produce una traccin sobre el cuerpo. Lastensiones detraccin o compresin se designan con la letra griega sigma (W).

Las unidades en las que se expresa la tensin son Kgf/cm2.

F

N

T

E


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ELEMENTOS EMQUINAS


4.5.- LEY DE HOOKE

W= /A0

I=H/l0

WP

IP

E

P

MATERIAL Mdulo de elasticidad E(kgf/cm2)

Ace o 2 1 x106

un icin gris 1,05x106

un icin ma eab e 1,75x106

La

n 1,05x106

Bronce 0,84x106

Aluminio 0,72x106


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ELEMENTOS EMQUINAS


Para que un elemento que forma parte de unaestructura o conjunto en general cumpla las condicionesnecesarias de funcionamiento debe poseer:

- Estabilidad

- Rigidez

- Resistencia


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La tensin mxima que debe soportar un elemento debe ser menorque la tensin de rotura si el material es frgil, o menor que latensin de fluencia si el material es dctil.

W W W W max lim r f

F

S! e ( , )


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Los coeficientes de seguridad intentan cubrir lossiguientes efectos:

- So

brecarga

s imprev

ista

s

- Falta de homogeneidad del material- Efectos de las cargas dinmicas

n = Wadm/Wt


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4.7.- ACCIONES Y REACCIONES

Las

est

ructura

se

stn

some

tida

sa d

iferen

te

scarga

so acc

ione

squedeben resistir, estas acciones o esfuerzosson transmitidos por las

estructuras hasta los apoyos, generndose unas reacciones.

El conjunto global de todaslas acciones y reacciones deben formar unsistema en equilibrio.


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4.7.- ACCIONES Y REACCIONES

4.7.1.- Clasificacin de las acciones

MECNICAS: Fuerzas aplicadas directamente sobre la estructura.

Cable de acero

17

30

0

P


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suelo

bola

eacero

i

metro 4

mm

C

L 1

CA L

techo

ARRARGIDADEACERO

500 1 000


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ELEMENTOS DE MQUINAS RESISTENCIA DE MATERIALES

5

0

22

361

8

acero

En la figura se representa un sistema de dos poleas caladas a un eje, de manera que los tres

elementos se muevan solidariamente. Se desea subir a velocidad constante la pieza de acero de

forma cilndrica y con las dimensiones que muestra la figura. Se pide:a) Determina la fuerza F necesaria para elevar la pieza

b) Si el cable que sustenta la pieza posee una seccin circular y el material es de acero de

tensin admisible Wadm = 3.200kg/cm2 ,determina el dimetro mnimo si se desea que trabaje

con un coeficiente de seguridad de 4.


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Se ha diseado una instalacin para elevar carga mediante una vagoneta que ruede

sobre un plano inclinado 30 respecto a la horizontal.

El arrastre de la vagoneta a la velocidad constante (se supone que no existen

rozamientos ni prdidas de ningn tipo) se realiza mediante un cable de seccin til

de 2 cm de dimetro.

Si el material del cablees acero de lmite elsticoWE = 40 kg/mm2 y el coeficiente de

seguridad fijado para este trabajo es de 4 respecto a WE, cual ser la carga mximaque se puede elevar si el peso propio de la vagoneta es de 3.200 kg. Se despreciar el

peso propio del cable

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