Actividad de Capítulo I en la materia de Elementos de Máquina SAIA-05

1. República Bolivariana de Venezuela
I. U. P. “Santiago Mariño”
Ing. Industrial
Realizado por:
Johan Moya
C.I.: 24.108.194

2. El esfuerzo se define como la intensidad de las fuerzas
componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la
forma de un cuerpo. El esfuerzo se define en términos de fuerza
por unidad de área. Existen tres clases básicas de esfuerzos:
tensivo, compresivo y corte. El esfuerzo se computa sobre la base
de las dimensiones del corte transversal de una pieza antes de la
aplicación de la carga, que usualmente se llaman dimensiones
originales.

3. Hace que se separen entre sí las distintas partículas que componen
una pieza, tendiendo a alargarla. Por ejemplo, cuando se cuelga de
una cadena una lámpara, la cadena queda sometida a un esfuerzo de
tracción, tendiendo a aumentar su longitud.

4. Hace que se aproximen las diferentes partículas de un material,
tendiendo a producir acortamientos o aplastamientos. Cuando nos
sentamos en una silla, sometemos a las patas a un esfuerzo de
compresión, con lo que tiende a disminuir su altura.

5. Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a la pieza,
haciendo que las partículas del material tiendan a resbalar o desplazarse
las unas sobre las otras. Al cortar con unas tijeras un papel estamos
provocando que unas partículas tiendan a deslizarse sobre otras. Los
puntos sobre los que apoyan las vigas están sometidos a cizallamiento.

6. La deformación se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual
se debe al esfuerzo, al cambio térmico, al cambio de humedad o a otras causas. En
conjunción con el esfuerzo directo, la deformación se supone como un cambio
lineal y se mide en unidades de longitud. En los ensayos de torsión se acostumbra
medir la deformación cómo un ángulo de torsión (en ocasiones llamados
destrusión) entre dos secciones especificadas.
Cuando la deformación se define como el cambio por unidad de longitud en una
dimensión lineal de un cuerpo, el cual va acompañado por un cambio de esfuerzo,
se denomina deformación unitaria debida a un esfuerzo. Es una razón o numero no
dimensional, y es, por lo tanto, la misma sin importar las unidades expresadas, su
cálculo se puede realizar mediante la siguiente expresión:
e = e / L
donde,
e : es la deformación unitaria
e : es la deformación
L : es la longitud del elemento

7. Plástica: También llamada como irreversible o permanente. Es el modo de deformación
en que el material no regresa a su forma original después de retirar la carga aplicada.
Esto sucede porque, en la deformación plástica, el material experimenta cambios
termodinámicos irreversibles al adquirir mayor energía potencial elástica. La
deformación plástica es lo contrario a la deformación reversible.
Elástica: También llamada reversible o no permanente. El cuerpo recupera su forma
original al retirar la fuerza que le provoca la deformación. En este tipo de deformación, el
sólido, al variar su estado tensional y aumentar su energía interna en forma de energía
potencial elástica, solo pasa por cambios termodinámicos reversibles.

8. “Cuando se trata de deformar un sólido, este se opone a la deformación,
siempre que ésta no sea demasiado grande”
Hooke estableció la ley fundamental que relaciona la fuerza aplicada y la
deformación producida. Para una deformación unidimensional, la Ley de
Hooke se puede expresar matemáticamente así:
퐹 = −푘 ∗ 푋
• K es la constante de proporcionalidad o de elasticidad.
• 푋 es la deformación, esto es, lo que se ha comprimido o estirado a partir del
estado que no tiene deformación. Se conoce también como el alargamiento de
su posición de equilibrio.
• 퐹 es la fuerza resistente del sólido.
• El signo ( - ) en la ecuación se debe a la fuerza restauradora que tiene sentido
contrario al desplazamiento. La fuerza se opone o se resiste a la deformación.
• Las unidades son: Newton/metro (New/m) – Libras/pies (Lb/p).
Nota: Si el sólido se deforma mas allá de un cierto punto, el cuerpo no volverá
a su tamaño o forma original, entonces se dice que ha adquirido una
deformación permanente.

9. La relación entre cada uno de los tres tipos de esfuerzo (tensor-normal-tangencial)
y sus correspondientes deformaciones desempeña una función
importante en la rama de la física denominada teoría de elasticidad o su
equivalente de ingeniería, resistencias de materiales. Si se dibuja una
gráfica del esfuerzo en función de la correspondiente deformación, se
encuentra que el diagrama resultante esfuerzo-deformación presenta formas
diferentes dependiendo del tipo de material.

10. En la primera parte de la curva el esfuerzo y la deformación son proporcionales
hasta alcanzar el punto H , que es el límite de proporcionalidad . El hecho de que
haya una región en la que el esfuerzo y la deformación son proporcionales, se
denomina Ley de Hooke .
De H a E , el esfuerzo y la deformación son proporcionales; no obstante, si se
suprime el esfuerzo en cualquier punto situado entre O y E, la curva recorrerá el
itinerario inverso y el material recuperará su longitud inicial.
En la región OE , se dice que el material es elástico o que presenta
comportamiento elástico, y el punto E se denomina límite de elasticidad o punto
cedente. Hasta alcanzar este punto, las fuerzas ejercidas por el material son
conservativas; cuando el material vuelve a su forma original, se recupera el
trabajo realizado en la producción de la deformación. Se dice que la deformación
es reversible.

11. 1. La palanca está unida a la flecha empotrada por medio de un pasador
cónico que tiene un diámetro medio de 6mm. Si se aplica un par a la palanca,
determine el esfuerzo cortante promedio en el pasador, entre el pasador y la
palanca.
2. La viga rígida está soportada por un pasador en A y por los alambres BD y
CE. Si la carga P sobre la viga ocasiona que el extremo C se desplace 10mm
hacia abajo, determine la deformación unitaria normal desarrollada en los
alambres CE y BD.

12. 1.
+↺ Σ푀0 = 0; 퐹 12 − 20 500 = 0; 퐹 = 833,33 푁
휏푎푣푔 =
푉
퐴
=
833,33
휋
6
4
1000
2 = 29,5 푀푃푎

13. Δ퐿퐵퐷
3
=
Δ퐿퐶퐸
7
Δ퐿퐵퐷 =
3(10)
7
= 4,286 푚푚
휀퐶퐸 =
Δ퐿퐶퐸
퐿
=
10
4000
= 0, 00250 푚푚/푚푚
휀퐵퐷 =
Δ퐿퐵퐷
퐿
=
4,286
4000
= 0, 00107 푚푚/푚푚
2.

14. Las propiedades mecánicas de los materiales nos permiten diferenciar un material
de otro ya sea por su composición, estructura o comportamiento ante algún efecto
físico o químico, estas propiedades son usadas en dichos materiales de acuerdo a
algunas necesidades creadas a medida que ha pasado la historia, dependiendo de
los gustos y propiamente de aquella necesidad en donde se enfoca en el material
para que este solucione a cabalidad la exigencia creada.

15. En los elementos de máquinas se debe estudiar las deformaciones unitarias y
desplazamiento de estructuras y sus componentes debido a las cargas que
actúan sobre ellas, así entonces nos basaremos en dicha materia para saber
de que se trata cada uno de estos efectos físicos, aplicados en diferentes
estructuras, formas y materiales. Esta es la razón por la que los elementos de
máquina conjuntamente con la mecánica de los materiales es una disciplina
básica, en muchos campos de la ingeniería, entender
el comportamiento mecánico es esencial para el diseño seguro de todos los
tipos de estructuras.
Cabe destacar que, la ley de Hooke es de vital importancia en la ciencia
e ingeniería de materiales, por tanto permite relacionar en una sola ecuación solo
dos variables (el esfuerzo aplicado y la deformación unitaria) y de esta manera
generalizar el cálculo de la deformación tanto para piezas de enormes
dimensiones como para simples probetas.