2. Introducción
El uso de los materiales en las obras de ingeniería hace necesario el
conocimiento de las propiedades físicas de aquellos, y para conocer
estas propiedades es necesario llevar a cabo pruebas que permitan
determinarlas. las pruebas; es decir, ponerles límites dentro de los
cuales es significativo realizarlas, ya que los resultados dependen de la
forma y el tamaño de las muestras, la velocidad de aplicación de las
cargas, la temperatura y de otras variables, Todo cuerpo al soportar una
fuerza aplicada trata de deformarse en el sentido de aplicación de la
fuerza.
3. Esfuerzo
Son las fuerzas intensas, debido a las cargas,
sometidas a un elemento resistente. Para el Cálculo
de esfuerzos, se plantean las ecuaciones de equilibrio
y ecuaciones de compatibilidad que sean necesarias
para encontrar los esfuerzos internos en función de las
fuerzas aplicadas.
Esfuerzo= Fuerza/ Unidad de Área
Tipos Básicos: Tensivo, Compresivo, Corte.
4. Deformación
Cambio de forma de un cuerpo, provocado por el
Esfuerzo, cambio térmico, de humedad. etc.
Esfuerzo-Deformación: cambio lineal -> se mide en unid. De Longitud
Torsión -> Ángulo de Deformación
5. 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 que
contiene al eje longitudinal tenemos:
Contiene al eje longitudinal:
Tracción. Es un esfuerzo en el sentido del eje. Tiende a
alargar las fibras.
Compresión. Es una tracción negativa. Las fibras se
acortan.
6. 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
están contenidos (o son normales) en el plano que
contiene al eje longitudinal tenemos:
Flexión. El cuerpo se flexa, alargándose unas fibras y
acortándose otras.
Normal al plano que contiene el eje longitudinal:
Torsión. Las cargas tienden a retorcer las piezas.
7. 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.
9. Medidas de la deformación.
La magnitud más simple para medir la deformación es lo
que en ingeniería se llama deformación axial o
deformación unitaria se define como el cambio de
longitud por la unidad de longitud
De la misma magnitud:
Deformaciones elástica y plástica
Tanto para la deformación unitaria como para el tensor
deformación se puede descomponer el valor de la
deformación en:
10. -Deformación plástica, irreversible o permanente. 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.
-Deformación elástica, 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.
12. Relación Esfuerzo-Deformación
La deformación se define como cualquier cambio
en la posición o en las relaciones geométricas internas
sufridas por un cuerpo siendo consecuencia de la
aplicación de un campo de esfuerzos, por lo que se
manifiesta como un cambo de forma, de posición, de
volumen o de orientación. Puede tener todos estos
componentes, cuando esto ocurre se dice que la
deformación es total.
13. Dependiendo de la naturaleza del material y las
condiciones bajo las que se encuentre, existen varios
tipos de deformación. Se dice que un cuerpo sufre una
deformación elástica cuando la relación entre esfuerzo
y deformación es constante, y el cuerpo puede
recuperar su forma original al cesar el esfuerzo
deformante. Cuando dicha relación no es constante se
produce una deformación plástica y aunque se retire el
esfuerzo, el cuerpo quedará con una deformación
permanente.
18. Conclusiones
Los materiales, en su totalidad, se deforman a una carga externa. Se
sabe además que, hasta cierta carga límite el sólido recobra sus
dimensiones originales cuando se le descarga. La recuperación de las
dimensiones originales al eliminar la 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.
La deformación elástica obedece a la Ley de Hooke Monografias.comLa
constante de proporcionalidad E llamada módulo de elasticidad o de Young,
representa la pendiente del segmento lineal de la gráfica Esfuerzo -
Deformación, y puede ser interpretado como la rigidez, o sea, la resistencia
del material a la deformación elástica. En la deformación plástica la Ley de
Hooke deja de tener validez.