Esfuerzo y deformacion

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Esfuerzo y Deformación

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  • 1. Introduccin El uso de los materiales en las obras de ingeniera hace necesario el conocimiento de las propiedades fsicas de aquellos, y para conocer estas propiedades es necesario llevar a cabo pruebas que permitan determinarlas. las pruebas; es decir, ponerles lmites dentro de los cuales es significativo realizarlas, ya que los resultados dependen de la forma y el tamao de las muestras, la velocidad de aplicacin de las cargas, la temperatura y de otras variables, Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de deformarse en el sentido de aplicacin de la fuerza.

2. Esfuerzo Son las fuerzas intensas, debido a las cargas, sometidas a un elemento resistente. Para el Clculo de esfuerzos, se plantean las ecuaciones de equilibrio y ecuaciones de compatibilidad que sean necesarias para encontrar los esfuerzos internos en funcin de las fuerzas aplicadas. Esfuerzo= Fuerza/ Unidad de rea Tipos Bsicos: Tensivo, Compresivo, Corte. 3. Deformacin Cambio de forma de un cuerpo, provocado por el Esfuerzo, cambio trmico, de humedad. etc. Esfuerzo-Deformacin: cambio lineal -> se mide en unid. De Longitud Torsin -> ngulo de Deformacin 4. Clasificacin de los Esfuerzos Fuerza. Son esfuerzos que se pueden clasificar debido a las fuerzas. Generan desplazamiento. Dependiendo si estn contenidos (o son normales) en el plano que contiene al eje longitudinal tenemos: Contiene al eje longitudinal: Traccin. Es un esfuerzo en el sentido del eje. Tiende a alargar las fibras. Compresin. Es una traccin negativa. Las fibras se acortan. 5. Normal al plano que contiene el eje longitudinal: Cortadura. Tiende a cortar las piezas mediante desplazamiento de las secciones afectadas. Momento. Son esfuerzos que se pueden clasificar debido a los momentos. Generan giros. Dependiendo si estn contenidos (o son normales) en el plano que contiene al eje longitudinal tenemos: Flexin. El cuerpo se flexa, alargndose unas fibras y acortndose otras. Normal al plano que contiene el eje longitudinal: Torsin. Las cargas tienden a retorcer las piezas. 6. Otros: Esfuerzos compuestos. Es cuando una pieza se encuentra sometida simultneamente a varios esfuerzos simples, superponindose sus acciones. Esfuerzos variables. Son los esfuerzos que varan de valor e incluso de signo. Cuando la diferencia entre el valor mximo y el valor mnimo es 0, el esfuerzo se denomina alternado. Pueden ocasionar rotura por fatiga. 7. Medidas de la deformacin. La magnitud ms simple para medir la deformacin es lo que en ingeniera se llama deformacin axial o deformacin unitaria se define como el cambio de longitud por la unidad de longitud De la misma magnitud: Deformaciones elstica y plstica Tanto para la deformacin unitaria como para el tensor deformacin se puede descomponer el valor de la deformacin en: 8. -Deformacin plstica, irreversible o permanente. 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 mayor energa potencial elstica. La deformacin plstica es lo contrario a la deformacin reversible. -Deformacin elstica, reversible o no permanente, el cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza que le provoca la deformacin. En este tipo de deformacin, el slido, al variar su estado tensional y aumentar su energa interna en forma de energa potencial elstica, solo pasa por cambios termodinmicos reversibles. 9. Relacin Esfuerzo-Deformacin La deformacin se define como cualquier cambio en la posicin o en las relaciones geomtricas internas sufridas por un cuerpo siendo consecuencia de la aplicacin de un campo de esfuerzos, por lo que se manifiesta como un cambo de forma, de posicin, de volumen o de orientacin. Puede tener todos estos componentes, cuando esto ocurre se dice que la deformacin es total. 10. Dependiendo de la naturaleza del material y las condiciones bajo las que se encuentre, existen varios tipos de deformacin. Se dice que un cuerpo sufre una deformacin elstica cuando la relacin entre esfuerzo y deformacin es constante, y el cuerpo puede recuperar su forma original al cesar el esfuerzo deformante. Cuando dicha relacin no es constante se produce una deformacin plstica y aunque se retire el esfuerzo, el cuerpo quedar con una deformacin permanente. 11. Ejercicios Resueltos. 12. Conclusiones Los materiales, en su totalidad, se deforman a una carga externa. Se sabe adems que, hasta cierta carga lmite el slido recobra sus dimensiones originales cuando se le descarga. La recuperacin de las dimensiones originales al eliminar la carga es lo que caracteriza al comportamiento elstico. La carga lmite por encima de la cual ya no se comporta elsticamente es el lmite elstico. Al sobrepasar el lmite elstico, el cuerpo sufre cierta deformacin permanente al ser descargado, se dice entonces que ha sufrido deformacin plstica. El comportamiento general de los materiales bajo carga se puede clasificar como dctil o frgil segn que el material muestre o no capacidad para sufrir deformacin plstica. Los materiales dctiles exhiben una curva Esfuerzo - Deformacin que llega a su mximo en el punto de resistencia a la tensin. En materiales ms frgiles, la carga mxima o resistencia a la tensin ocurre en el punto de falla. En materiales extremadamente frgiles, como los cermicos, el esfuerzo de fluencia, la resistencia a la tensin y el esfuerzo de ruptura son iguales. La deformacin elstica obedece a la Ley de Hooke Monografias.comLa constante de proporcionalidad E llamada mdulo de elasticidad o de Young, representa la pendiente del segmento lineal de la grfica Esfuerzo - Deformacin, y puede ser interpretado como la rigidez, o sea, la resistencia del material a la deformacin elstica. En la deformacin plstica la Ley de Hooke deja de tener validez.