elemento de maquinas

2. El esfuerzo Son las fuerzas intensas, debido a las cargas internas
distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo, es decir, se
denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, la cual se denota con la
letra griega sigma (σ) y es un parámetro que permite comparar la resistencia
de dos materiales, ya que establece una base común de referencia. σ=P/A
Donde= Fuerza axial; A= Área de la sección transversal. 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. Las cargas que tienen que soportar las estructuras producen en sus
elementos fuerzas que tratan de deformarlos denominadas esfuerzos. Hay 5
tipos de esfuerzos: compresión, tracción, flexión, torsión y cortante.
 Compresión: Es la resultante de las tensiones o presiones que existen
dentro de un solido deformable o medio continuo, caracterizada porque
tiende a una reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del
cuerpo en determinada dirección.

4.  Tracción: Se denomina tracción al esfuerzo interno a que esta sometido un
cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y
tienden a estirarlo.
 Flexión: Se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un
elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje
longitudinal. El termino “alargado” se aplica cuando una dimensión es
dominante frente a las otras.

5.  Torsión: Es la deformación de un eje, producto de la acción de dos fuerzas
paralelas con direcciones contrarias con sus extremos. Se origina por
efecto de pares que actúan sobre los ejes de las secciones transversales,
produciendo el giro de las mismas en sus planos.
 Cortante: Es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones paralelas.
Las fuerzas actúan normales al eje del cuerpo, desplazando entre si las
secciones inmediatas.

6. 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 detorsión) entre dos secciones especificadas.

7.  Elástica: Es la propiedad de un material que le permite regresar a su
tamaños y formas originales, al suprimir la carga a la que estaba sometido,
es decir, las deformaciones causadas por el esfuerzo desaparecen. Esta
propiedad varia mucho en los diferentes materiales que existen.

8.  Plástica: Es la propiedad de un material de formarse permanente e
irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima
de su rango, es decir, por encima de su limite elástico.
 Rigidez: Es la capacidad de un elemento estructural para soportar
esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones o desplazamientos, se le
mide por la velocidad del esfuerzo con respecto a la deformacion.mientras
mayor sea el esfuerzo requerido para producir una deformación dada, mas
rígido se considera que es el material

9. El diseño de elementos estructurales implica determinar la resistencia y
rigidez del material estructural, estas propiedades se pueden relacionar si se
evalúa una barra sometida a una fuerza axial para la cual se registra
simultáneamente la fuerza aplicada y el alargamiento producido. Estos valores
permiten determinar el esfuerzo y la deformación que al graficar originan el
denominado diagrama de esfuerzo y deformación. Los diagramas son
similares si se trata del mismo material y de manera general permite agrupar
los materiales dentro de dos categorías con propiedades afines que se
denominan materiales dúctiles y materiales frágiles. Los diagramas de
materiales dúctiles se caracterizan por ser capaces de resistir grandes
deformaciones antes de la rotura, mientras que los frágiles presentan un
alargamiento bajo cuando llegan al punto de rotura.

11. El punto P indica el límite de proporcionalidad; E, el límite elástico Y, la
resistencia de fluencia convencional determinada por corrimiento
paralelo(offset) según la deformación seleccionada OA; U; la resistencia última
o máxima, y F, el esfuerzo de fractura o ruptura . El punto P recibe el nombre
de límite de proporcionalidad (o límite elástico proporcional). Éste es el punto
en que la curva comienza primero a desviarse de una línea recta. El punto E
se denomina límite de elasticidad (o límite elástico verdadero). No se
presentará ninguna deformación permanente en la probeta si la carga se
suprime en este punto. Entre P y E el diagrama no tiene la forma de una recta
perfecta aunque el material sea elástico. Por lo tanto , la ley de Hooke, que
expresa que el esfuerzo es directamente proporcional ala deformación, se
aplica sólo hasta el límite elástico de proporcionalidad.

12. En un diagrama se observa un tramo recta inicial hasta un punto denominado
límite de proporcionalidad. Este límite tiene gran importancia para la teoría de los
sólidos elásticos, ya que esta se basa en el citado límite. Este límite es el superior
para un esfuerzo admisible.
Los puntos importantes del diagrama de esfuerzo deformación son:− Límite de
proporcionalidad: hasta este punto la relación entre el esfuerzo y la deformación es
lineal;
− Límite de elasticidad: más allá de este límite el material no recupera su forma
original al ser descargado, quedando con una deformación permanente;
− Punto de cadencia: aparece en el diagrama un considerable alargamiento o
cadencia sin el correspondiente aumento de carga. Este fenómeno no se observa
en los materiales frágiles;
− Esfuerzo último: máxima ordenada del diagrama esfuerzo – deformación;
− Punto de ruptura: cuanto el material falla . Dado que el límite de proporcionalidad,
elasticidad y punto de cadencia están tan cerca se considera para la mayoría de
los casos como el mismo punto. De manera que el material al llegar a la cadencia
deja de tener un comportamiento elástico y la relación lineal entre el esfuerzo y la
deformación deja de existir.

13. El uso de los materiales en las obras de ingeniería hace necesario el
conocimiento de sus propiedades físicas o mecánicas , es de suma
importancia conocer su diseño , ya que permite elegir el material correcto
según la función y esfuerzos a los que se estará sometido, para conocer estas
propiedades es necesario llevar a cabo pruebas que permitan determinarlas.
para que dichas propiedades se puedan comparar convenientemente es
necesario que el tamaño de dichos materiales, así como la forma en que se
aplique la carga estén estandarizadas por organismos como el ASTM o el
ICONTEC.