Tipos de esfuerzo en los materiales

1. Presenta: Dr. Ing. Ángel Francisco
Villalpando Reyna
Correo Electronico :
angelvillalpando82@gmail.com
Whatsapp: 8448087172
Mecánica de
Materiales
PRESENTACION 1

2. 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.

3. Todos los materiales tienen una
combinación de
comportamiento elástico y
plástico en mayor o menor
proporción. Todo cuerpo al
soportar una fuerza aplicada
trata de deformarse en el
sentido de aplicación de la
fuerza.

4. La fuerza se aplica en
del eje de ella y por eso
se denomina axial, la
probeta se alargara en
dirección de su
longitud y se encogerá
en el sentido o plano
perpendicular.

5. EFECTO DE UNA FUERZA SOBRE UN SÓLIDO

6. • La magnitud de la reacción en cada enlace depende de la magnitud de la
fuerza aplicada y de la cantidad de partículas que resisten la acción de esa
fuerza.
• La cantidad de enlaces que soporta tal fuerza esta directamente
relacionada con el área transversal a la dirección en que actúa la fuerza.
• La magnitud del efecto es directamente proporcional a F e inversamente
proporcional a A
A
P


EFECTO DE UNA FUERZA SOBRE UN SÓLIDO

7. RESISTENCIA DE
MATERIALES
• Se ocupa del estudio de los efectos
causados por la acción de cargas
externas que actúan sobre un sistema
deformable.
• Calcula las deformaciones
correspondientes y las relaciones que
existen entre la acción de las cargas
externas y las fuerzas internas
inducidas.
• En base al análisis, concluye si una
pieza es capaz de resistir un sistema de
cargas propuesto.

8. a) Estáticos; que simulan el comportamiento del material con pequeñas
velocidades de aplicación de las cargas:
. Tracción
. Compresión
. Dureza
b) Dinámicos; que modelizan el comportamiento frente a cargas
variables con el tiempo:
. Fatiga
. Resiliencia
ENSAYOS MECÁNICOS

9. ALGUNOS CONCEPTOS
Ductilidad: Es la habilidad de un material para deformarse antes de fracturarse.
Es una característica muy importante en el diseño, puesto que un material dúctil es
usualmente muy resistente a cargas por impacto. Tiene además la ventaja de “avisar”
cuando va a ocurrir la fractura, al hacerse visible su gran deformación.

10. Dureza: Mide la resistencia a
la penetración sobre la
superficie de un material,
efectuada por un objeto
duro.

11. Elasticidad: Es la habilidad que tiene un
material que ha sido deformado de alguna
manera para regresar a su estado y
original, cuando cesa la acción que ha
producido la deformación.
Cuando el material se deforma
permanentemente, de tal manera que no
pueda regresar a su estado original, se
que ha pasado su límite elástico.

13. • Maleabilidad: Es la propiedad que permite que un material se deforme
mediante martilleo, rolado o prensado, sin romperse. La maleabilidad, se
aumenta normalmente cuando el metal esta caliente.

15. 7.Esfuerzo (σ): Fuerza aplicada a un área A conocida.

16. Concepto de Esfuerzo:
Esfuerzo se define como una interacción
entre dos cuerpos; es una cantidad física
vectorial que se describe mediante los
conceptos intuitivos de “empujar” y “jalar”.
Desde el punto de vista de la Dinámica,
cuando se aplica una fuerza a un cuerpo, el
efecto que tiene dicha fuerza es darle al
cuerpo una aceleración y, por tanto, cambiar
el estado de reposo o de movimiento
uniforme que tenía el cuerpo antes de la
aplicación de la fuerza. Esto viene descrito
por la Segunda Ley de Newton.

17. Tipos de esfuerzo
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,
cadena queda sometida a un
de tracción, tendiendo a aumentar su
longitud.

18. 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.

19. Cizallamiento o cortadura. Se
produce cuando se aplican fuerzas
perpendiculares a la pieza, haciendo
que las partículas del material
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.

20. 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.

21. DEFORMACIÓN
Es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a
aplicación de una o más fuerzas sobre el mismo o la
ocurrencia de dilatación térmica.

22. Tipos de deformación
Deformación interna:
La deformación interna puede
clasificarse atendiendo a distintos
criterios. El primero de ellos es la
continuidad: si una deformación
interna no separa ningún par de
puntos materiales que estuvieran
juntos antes de la deformación se
dice que es continua o afín
Deformación continua o afín (arriba)
y discontinua o no afín (abajo).

23. La deformación frágil
(“brittle”) : Es la que
produce rotura.
La deformación dúctil
(“ductile”) : Se realiza sin
que el
cuerpo se fracture.

24. Deformación homogénea :
La deformación homogénea es un
supuesto que se hace para
simplificar el análisis de esfuerzos
de un material que está siendo
deformado plásticamente, ya que
idealiza el proceso de manera que
se facilita la compresión del
proceso.

25. Deformación inhomogenea
la no homogeneidad de la
depende de cuán lejos estén
las dos zonas de deformación, esto se
expresa de una manera mas útil con la
razón h/L, es decir, la relación de la
altura del material con la longitud de
contacto que hay entre la herramienta
el producto

26. Ley de Hooke
En el diagrama esfuerzo –
deformación, la línea recta indica
que la deformación es directamente
proporcional al esfuerzo en el
elástico, este principio conocido
como la ley de Hooke(véase
Ecuación 3). Asimismo, la
representada por la pendiente de la
recta, es constante para cada
material y se llama módulo de
elasticidad (E), valor que representa
la rigidez de un material.

27. CONCLUSIÓN
Las fuerzas internas de un elemento están ubicadas dentro del material por
lo que se distribuyen en toda el área; justamente se denomina esfuerzo a la
fuerza por unidad de área.
La resistencia del material no es el único parámetro que debe utilizarse al
diseñar o analizar una estructura; controlar las deformaciones para que la
estructura cumpla con el propósito para el cual se diseñó tiene la misma o
mayor importancia.

28. 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.