TRACCIÓN Y COMPRESIÓN in.docx
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TRACCIN Y COMPRESIN
AFECTOS INTERNOS DE LAS FUERZAS
1.- BARRA CARGADA AXIALMENTE.Probablemente, el caso muy sencillo que se
puede considerar para empezar es el de una barra mecnica inicialmente recta de
seccin constante, sometidas a sus extremos a dos fuerzas coliniales dirigidas en
sentidos opuestos y que actan en el centro de las secciones. Para que haya equilibrio
esttico, las magnitudes de las fuerzas deben ser iguales. Si estn dirigidas en sentido de
alejarse de la barra, se dice que sta est sometida a la traccin, mientras que se actan
hacia la barra, existe un estado de compresin. !n la fig. " estn representados los dos
casos. #ajo la accin de estas dos fuerzas aplicadas se originan otras fuerzas internas
dentro de la barra que pueden estudiarse imaginando un plano que la corte en un punto
cualquiera y sea perpendicular a su eje longitudinal. !n la fig. $a se designa este planopor a%a. Por razones que se estudiarn ms tarde, el plano no deber estar &demasiado
cerca' de ninguno de los extremos de la barra. Si suponemos, para el estudio que se
quita la parte de la barra situado a la derecha del plano como en la fig. $b, deber
sustituirse por el efecto que ejerce sobre la parte izquierda. Por este procedimiento
considerar el corte de un plano, las fuerzas que eran internas originalmente se
con(ierten en externas respecto a la parte del cuerpo que queda. Para que exista
equilibrio de la parte izquierda, este &efecto' debe ser una fuerza horizontal de magnitud
P, aunque estas fuerzas que actan normalmente a la seccin a%a, es en realidad, las
resultantes de las fuerzas de partidas que actan en dicha seccin en sentidoperpendicular a ella.
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2.- DISTRIBUCION DE LAS FUERZAS RESISTENTES.)legados a este punto, es
necesario hacer una hiptesis sobre el modo en que (ar*an estas fuerzas de partidas, y
como las fuerza aplicadaPacta en el centro, se suele admitir que son uniformes en
toda la seccin. !sta distribucin probablemente no se dar nunca exactamente, a
consecuencia de la orientacin caprichosa de los granos cristalinos de que est
compuesta la barra, el (alor exacto que acta en cada elemento de la seccin trans(ersal
es funcin de la naturaleza y la orientacin de la estructura cristalina de ese punto, pero
para el conjunto de seccin de hiptesis de una distribucin uniforme da una exactitud
aceptable desde el punto de (ista de la ingenier*a.
3.- TENSION NORMAL. !n el lugar de hablar de las fuerzas internas que actan
sobre un elemento de superficie, probablemente es ms significati(o y ms til para la
comparacin considerar la fuerza normal que actan sobre una superficie de la seccin
trans(ersal. )a intensidad de la fuerza normal por unidad de superficie se llama tensin
normaly se mide en unidades de fuerza por unidad de superficie, +g cm2
. - (eces
se usa la expresin tensin totalpara expresar las fuerzas resultantes axial total, en +g.
Si las fuerzas aplicadas a los extremos son tales que esta est sometida a traccin, se
establecen tensiones de traccin en la misma si sta est sometida a compresin,
tenemos tensiones de compresin. !s esencial que la l*nea de aplicacin de las fuerza
pase por el centro de cada seccin trans(ersal de la barra.
4.- PROVETAS DE ENSAYO.)a carga axial representada en la fig. $a es frecuente en
los problemas de dise/os de estructuras y de mquinas. )a simular esta carga en el
laboratorio se coloca una probeta entre las mordazas de una mquina de ensayo del tipo
accionado elctricamente a de una hidrulica, mquinas usadas corrientemente en los
laboratorios de ensayo materiales para aplicar una traccin axial.
!n un intento de tipificar los mtodos de ensayo, la Sociedad -mericana de !nsayo de
0ateriales, comnmente conocida por -.S.1.0. 2a redactado especificaciones que son
de uso comn 3S- . !n numerosos pa*ses de -mrica y !uropa. Se prescribe (ariostipos de probetas para materiales metlicos y no metlicos, tanto para ensayo de traccin
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como de compresin, pero solo mencionaremos ahora dos de ellos, uno para chapas
metlicas de espesor mayor 4 "5 pulgadas 6unos 78 mm9 que aparece en la fig. 4, y
otro para metales de espesor mayor de un ",: pulgadas y que tiene el aspecto que
aparece en la fig. 7.
)as dimensiones indicadas son las especificadas por la -.S.1.0., pero los extremos de
las probetas pueden tener cualquier forma que se adapte a las mordazas de las mquinas
de ensayo que aplique la carga axial. ;omo se puede (er en las figuras la parte central
de las probetas es algo ms delgadas que las extremas para que no se produzca el fallo
en las parte de las mordazas. )os chaflanes redondeados que se obser(an tienen por
objeto e(itar que se produzca las llamadas concentraciones de esfuerzos en la transicin
entre las dos anchuras diferentes.
por la longitud patrn L, es decir e ? >L .
@eneralmente se expresa la deformacin en cent*metros por cent*metros, por lo que es
adimensional. - (eces se usa la expresin deformacin total para indicar el
alargamiento en cent*metros
.
6.- CURVA TENSIN-DEFORMACINA ;uando se aumenta gradualmente la carga
axial por incrementos de carga, se mide el alargamiento de la longitud patrn para cada
incremento, continuando de este modo hasta que se produce la rotura de la probeta.
;onociendo el rea original de la seccin trans(ersal de la probeta puede obtenerse la
tensin normal, representada por B, para cada (alor de la carga axial, simplemente
utilizando la relacinA
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B ?P
A
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tanto, para describir esta zona inicial del comportamiento del material, podemos
escribirA
B ? !e