1. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Extensión Porlamar
Esfuerzos, deformación y torsión
Alumno:
Daniela De Benedetto
C.I: 20.538.676
Porlamar, Noviembre de 2013

2. Esfuerzos
Es la resistencia que ofrece un
área unitaria (A) del material
del que está hecho un miembro
para una carga aplicada externa
(fuerza, F):
Esfuerzo = fuerza / área = F / A
Dependiendo de la forma cómo
actúen las fuerzas externas, los
esfuerzos
y
deformaciones
producidos pueden ser axiales,
biaxiales, triaxiales, por flexión,
por torsión, o combinados,
como se muestra en las figuras
2, 3, 4, 5, 6 y 7 (SALAZAR, 2001).
Esfuerzo y deformación triaxial
Esfuerzo y deformación biaxial
Esfuerzo y deformación
por flexión.
Esfuerzo y deformación por torsión
Esfuerzo y deformación
combinados
Esfuerzo cortante.
Esfuerzo normal.

3. Tipos de esfuerzos
Los tipos de esfuerzos que deben soportar los diferentes elementos de las estructuras
son:
 Tracción. 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.
 Compresión. 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.

4.  Cizallamiento o cortadura. 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.
 Flexión. Es una combinación de compresión y de
tracción. Mientras que las fibras superiores de la
pieza sometida a un esfuerzo de flexión se alargan,
las inferiores se acortan, o viceversa. Al saltar en la
tabla del trampolín de una piscina, la tabla se
flexiona. También se flexiona un panel de una
estantería cuando se carga de libros o la barra
donde se cuelgan las perchas en los armarios.

5.  Torsión. Las fuerzas de torsión son las
que hacen que una pieza tienda a
retorcerse sobre su eje central. Están
sometidos a esfuerzos de torsión los
ejes, las manivelas y los cigüeñales.

6. La deformación:
es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido
a
esfuerzos
internos
producidos
por
una
o
más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia
de dilatación térmica.
Deformaciones elásticas y plásticas:
Tanto para la deformación unitaria como para el tensor deformación se puede
descomponer el valor de la deformación en:
•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.

7. Tipos de deformación
• Deformación elástica: es aquélla en la que los
cambios son reversibles, antes de llegar el límite
elástico), una vez sobrepasado las rocas se deforman
plásticamente se fracturan.
• Deformación plástica ó dúctil: los cambios son
permanentes y como la roca “fluye” en esta
deformación, se forman 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. Se forman fallas
(rupturas con desplazamiento) y fracturas (rupturas
sin desplazamiento) en la roca.

8. 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.

9. Torsión de Saint-Venant pura.
La teoría de la torsión de Saint-Venant es aplicable a piezas prismáticas de gran
inercia torsional con cualquier forma de sección, en esta simplificación se asume que
el llamado momento de alabeo es nulo, lo cual no significa que el alabeo seccional
también lo sea. Para secciones no circulares y sin simetría de revolución la teoría de
Sant-Venant además de un giro relativo de la sección transversal respecto al eje
baricéntrico predice un alabeo seccional o curvatura de la sección transversal. La
teoría de Coulomb de hecho es un caso particular en el que el alabeo es cero, y por
tanto sólo existe giro.
Torsión recta: Teoría de Coulomb.
La teoría de Coulomb es aplicable a ejes de transmisión de potencia macizos o
huecos, debido a la simetría circular de la sección no pueden existir alabeos
diferenciales sobre la sección. De acuerdo con la teoría de Coulomb la torsión genera
una tensión cortante el cual se calcula mediante la fórmula:

10. Torsión general: Dominios de torsión
En el caso general se puede demostrar que el giro relativo de una sección no
es constante y no coincide tampoco con la función de alabeo unitario. A partir del caso general, y
definiendo la esbeltez torsional como:
Donde G, E son respectivamente el módulo de elasticidad transversal y el módulo elasticidad
longitudinal, J, Iω son el módulo torsional y el momento de alabeo y L es la longitud de la barra
recta. Podemos clasificar los diversos casos de torsión general dentro de límites donde resulten
adecuadas las teorías aproximadas expuestas a continuación.
De acuerdo con Kollbruner y Basler:
Torsión de Saint-Venant pura, cuando .
Torsión de Saint-Venant dominante, cuando .
Torsión alabeada mixta, cuando .
Torsión alabeada dominante, cuando .
Torsión alabeada pura, cuando .
El cálculo exacto de la torsión en el caso general puede llevarse a cabo mediante métodos
variacionales o usando un lagrangiano basado en la energía de deformación. El caso de la torsión
alabeada mixta sólo puede ser tratado la teoría general de torsión. En cambio la torsión de SaintVenant y la torsión alabeada puras admiten algunas simplifaciones útiles.

11.  Torsión mixta
En el dominio de torsión de Saint-Venant dominante y de torsión
alabeada dominante, pueden emplearse con cierto grado de
aproximación la teoría de Sant-Venant y la teoría de torsión alabeada.
Sin embargo en el dominio central de torsión extrema, se cometen
errores importantes y es necesario usar la teoría general más
complicada.
Donde las magnitudes geométricas son respectivamente el segundo
momento de alabeo y el módulo de torsión y los "esfuerzos" se
denominan bimomento y momento de alabeo, todos ellos definidos
para prismas mecánicos.