Este documento trata sobre conceptos fundamentales de esfuerzo, deformación y tipos de comportamiento de materiales. Explica que el esfuerzo se define como la intensidad de fuerzas internas que resisten un cambio de forma, y que existen esfuerzos de compresión, tracción y corte. Además, describe la clasificación de deformaciones como elásticas, plásticas o frágiles, y los tipos de comportamiento de materiales como dúctil o frágil. Por último, introduce conceptos como momento flector, torsión y fatiga.

1. INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN PORLAMAR
ASIGNACION: Elemento de maquina.
ELEMENTO DE MAQUINA I
Realizado por:
Juan Velásquez C.I: 19.682.533
Mecánica, mención: Mantenimiento
Porlamar, Junio del 2015

2. TEMA 1
ESFUERZO Y
DESFORMACION.
El esfuerzo se define aquí como la intensidad de las fuerzas
componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la
forma de un cuerpo.
Existen tres clases básicas de esfuerzos: intensivo, 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.

4. Clasificación de los esfuerzos.
Fuerza. Son esfuerzos que se pueden clasificar debido a las fuerzas. Generan
desplazamiento. Dependiendo si están contenidos (o son normales) en el plano.
Momento. Son esfuerzos que se pueden clasificar debido a los momentos.
Otros:
Esfuerzos compuestos. Es cuando una pieza se encuentra sometida
simultáneamente a varios esfuerzos simples, superponiéndose sus acciones.
Esfuerzos variables. Son los esfuerzos que varían de valor e incluso de signo.
Cuando la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo es 0, el esfuerzo
se denomina alternado. Pueden ocasionar rotura por fatiga.

5. ESFUERZO CORTANTE Las fuerzas internas y sus correspondientes
esfuerzos estudiados anteriormente eran normales a la sección
considerada. Un tipo muy diferente de esfuerzo se obtiene cuando se
aplican fuerzas transversales P y P' de un elemento AB (figura 1.15). Al
efectuar un corte en C entre los puntos de aplicación de las dos fuerzas
(figura 1.16a), obtenemos el diagrama de la ecuación AC que se
muestra en la figura 1.16b. Se concluye que deben existir fuerzas
internas en el plano de la sección, y que su resultante es igual a P. Estas
fuerzas internas elementales se conocen corno fuerzas cortantes, y la
magnitud P de su resultante es el cortante en la sección. Al dividir el
cortante P en el área A de la sección transversal, se obtiene el esfuerzo
cortante promedio en la sección.

9. 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 extrusión) 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.

10. Comportamiento elástico, se da cuando un sólido se deforma adquiriendo
mayor energía potencial elástica y, por tanto, aumentando su energía interna
sin que se produzcan transformaciones termodinámicas irreversibles.
Comportamiento plástico: aquí existe irreversibilidad; aunque se retiren las
fuerzas bajo las cuales se produjeron deformaciones elásticas, el sólido no
vuelve exactamente al estado termodinámico y de deformación que tenía antes
de la aplicación de las mismas.
Comportamiento viscoso: que se produce cuando la velocidad de
deformación entra en la ecuación constitutiva, típicamente para deformar con
mayor velocidad de deformación es necesario aplicar más tensión que para
obtener la misma deformación con menor velocidad de deformación pero
aplicada más tiempo.
clasificación

11. Deformación elástica: aquélla en la que los cambios son reversibles,
antes de llegar el límite elástico), una vez sobrepasado las rocas se
deforman plásticamente o se fracturan.
Deformación plástica ó dúctil plástica ó dúctil: los cambios son
permanentes y como la roca “fluye” roca “fluye” en esta deformación, se
forman pliegues pliegues (arrugas) en la roca. Sucede cuando los
esfuerzos son lentos y continuos.
Deformación frágil ó quebradiza: frágil ó quebradiza los cambios son
permanentes. Sucede cuando los esfuerzos son rápidos y/o muy intensos
y como consecuencia la roca se rompe roca se rompe. Se forman fallas
(rupturas con desplazamiento) y fracturas (rupturas sin desplazamiento)
en la roca
Tipos de Deformación.

13. TEMA 2 FUNDAMENTO DE LA ESTATICA.
la fatiga se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los
materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que
con cargas estáticas.
La fatiga de material consiste en el desgaste y posterior ruptura de un
objeto construido por el ser humano. La fatiga de material, tiene que ver
más que nada, con objetos, los cuales, soportan carga. Y nos referimos, a
todos los objetos construidos por el hombre, diseñados para soportar peso.
La fatiga de los materiales se da cuando se ejercen fuerzas repetidas
aplicadas sobre el material creando pequeñas grietas que pueden llegar a
producir una ruptura del material. . Es un fenómeno muy importante, ya que
es la primera causa de rotura de los materiales metálicos
(aproximadamente el 90%).

14. SEÑALES DE FATIGA
La Falla por Fatiga es repentina y total, las señales son
microscópicas. En las Fallas estáticas las piezas sufren una
deformación detectable a simple vista. Para evitar la falla por fatiga se
pueden aumentar considerablemente los factores de seguridad, pero
esto implicaría aumentar ostensiblemente los costos de fabricación de
las piezas.

15. DIAGRAMA S-N
Con el objeto de especificar una resistencia segura para un material
metálico bajo carga repetida, es necesario determinar un limite por debajo
del cual no pueda ser detectada una evidencia de falla después de haber
aplicado una carga durante un numero determinado de ciclos. Este
esfuerzo limitante se llama limite de fatiga o, mas propiamente, limite de
resistencia a la fatiga el cual es aquel esfuerzo para la cual la gráfica S-N
se vuelve horizontal o asintótica. Usando una máquina de ensayos para
este propósito, una serie de muestras son sometidas a un esfuerzo
específico aplicado cíclicamente hasta su falla. Los resultados se trazan
en una gráfica que represente el esfuerzo S como ordenada y el número
de ciclos N a la falla como abscisa. Esta gráfica se llama diagrama S-N, o
diagrama esfuerzos-ciclos.

16. FLEXION.
flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural
alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término
"alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las
otras. Un caso típico son las vigas, las que están diseñadas para
trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se
extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.

17. MOMENTO FLECTOR
momento flector un momento de fuerza resultante de una
distribución de tensiones sobre una sección transversal de un prisma
mecánico flexionado o una placa que es perpendicular al eje longitudinal
a lo largo del que se produce la flexión. o Es una solicitación típica en
vigas y pilares y también en losas ya que todos estos elementos suelen
deformarse predominantemente por flexión. El momento flector puede
aparecer cuando se someten estos elementos a la acción un momento
(torque) o también de fuerzas puntuales o distribuidas.

18. torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento
sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico,
como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión
predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en
situaciones diversas.
La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva
paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado
inicialmente por la dos curvas. En lugar de eso una curva paralela al eje
se retuerce alrededor de él.
Torsión.

19. Torsión DEFORMACIÓN TORSIONANTES DE UNA BARRA
CIRCULAR.
En este punto consideramos una barra prismática con sección transversal
circular torcida por pares de torsión T que actúan en sus extremos como se
muestra en la figura, dado que cada sección transversal de la barra es idéntica y
puesto que cada sección transversal se somete al mismo par de torsión interno,
decimos que la barra esta en torsión pura. A partir de consideraciones de
simetría, se puede demostrar que las secciones transversales de la barra no
cambian de forma conforme giran con respecto al eje longitudinal. En otras
palabras, todas las secciones transversales permanecen planas y circulares y
todos los radios permanecen rectos. Además, si el ángulo de rotación entre un
extremo de la barra y el otro es pequeño, no cambiarán la longitud de la barra ni
sus radios.

20. FORMULA DE LA TORSIÓN
Esta ecuación, conocida como la fórmula de la torsión, muestra que el esfuerzo
cortante máximo es proporcional al par de torsión aplicado T e inversamente
proporcional al momento de inercia polar IP. τ máx. = Tr / Ip Las unidades
comunes empleadas en la formula de la torsión son las siguientes. En el sistema
SI el par de torsión T suele expresarse en newton metro (N∙m), el radio r en
metros (m), el momento polar de inercia IP en metros a la cuarta potencia (m4) y
el esfuerzo cortante t en pascales (Pa).

22. CONCLUSION
Los materiales, en su totalidad, se deforman a una carga externa. Se sabe además
que, hasta cierta carga límite el sólido recobra sus dimensiones original es cuando se
le descarga. La recuperación de las dimensiones originales al eliminarla carga es lo
que caracteriza al comportamiento elástico. La carga límite por encima de la cual ya no
se comporta elásticamente es el límite elástico. Al sobrepasar el límite elástico, el
cuerpo sufre cierta deformación permanente al ser descargado, se dice entonces que
ha sufrido deformación plástica. El comportamiento general de los materiales bajo
carga se puede clasificar como dúctil o frágil según que el material muestre o no
capacidad para sufrir deformación plástica. Los materiales dúctiles exhiben una curva
Esfuerzo - Deformación que llega a su máximo en el punto de resistencia a la tensión.
En materiales más frágiles, la carga máxima o resistencia a la tensión ocurre en el
punto de falla. En materiales extremadamente frágiles, como los cerámicos, el esfuerzo
de fluencia, la resistencia a la tensión y el esfuerzo de ruptura son iguales.