elementos de maquina

1. Extensión Nueva Esparta, Porlamar
Sede Nueva
Esfuerzo y Deformación
Realizado por:
José Alejandro
Prado Millán
Sección:
4A
Elementos de Maquina

2. Esfuerzo y Deformación
El Esfuerzo, se define como la intensidad de la fuerza componentes
internas distribuidas, que resisten un cambio en la forma de un cuerpo.
El esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de área. El
esfuerzo se computa sobre la base de la dimensiones del corte
transversal de una pieza antes de la aplicación de la carga, que
usualmente se llaman dimensiones originales.

3. 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, y es un parámetro
que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que
establece una base común de referencia.

4. Deformación, 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. El análisis de las deformaciones se
relaciona con los cambios en la forma de la estructura que
generan las cargas aplicadas.

5. 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. El
análisis de las
deformaciones se relaciona
con los cambios en la forma
de la estructura que
generan las cargas
aplicadas.

6. 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, 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.

7. 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.

8. 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

9. El Valor de la Deformación
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 energia potencial
elástica. La deformación plástica es lo contrario a la deformación
reversible.

10. 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.

11. Desplazamiento
Cuando un medio continuo se deforma, la posición de sus
partículas materiales cambia de ubicación en el espacio.
Este cambio de posición se representa por el llamado vector
desplazamiento, u = (ux, uy, uz). No debe confundirse
desplazamiento con deformación, porque son conceptos
diferentes aunque guardan una relación matemática entre
ellos:

12. La diferencia entre deformación y
desplazamiento puede ilustrarse considerando
un voladizo o ménsula empotrada en un
extremo y libre en el otro, las deformaciones
son máximas en el extremo empotrado y cero
en el extremo libre, mientras que los
desplazamientos son cero en el extremo
empotrado y máximos en el extremo libre.

13. Energía de Deformación
La deformación es un proceso termodinámico en el que la
energía interna del cuerpo acumula energía potencial
elástica. A partir de unos ciertos valores de la
deformación se pueden producir transformaciones del
material y parte de la energía se disipa en forma de
plastificado, endurecimiento, fractura o fatiga del material.

14. Elasticidad
La elasticidad es aquella propiedad
de un material por virtud de la cual las
deformaciones causadas por el
esfuerzo desaparecen al removérsele.
Algunas sustancias, tales como los
gases poseen únicamente elasticidad
volumétrica, pero los sólidos pueden
poseer, además, elasticidad de forma.
Un cuerpo perfectamente elástico se
concibe como uno que recobra
completamente su forma y sus
dimensiones originales al retirarse el
esfuerzo.

15. Fatiga
En Ingeniería, y en especial, en ciencia
de los materiales, la fatiga de
materiales se refiere a un fenómeno
por el cual la rotura de los materiales
bajos cargas dinámicas cíclicas se
produce mas fácilmente que con
cargas estáticas.

16. Características de la Fatiga
El material es sometido a esfuerzo, probeta de viga giratoria.
Ciclos: cantidad de giros que se realiza a la probeta de
aplicación de cargas.
Medio Ciclo: implica aplicar la carga, suprimir la carga y girar la
probeta a 180 grados.
Un Ciclo: implica aplicar y suprimir la carga alternativamente a
ambos sentidos.

17. La Ley de Hooke
Esta ley recibe su nombre de Robert Hooke, físico británico
contemporáneo de Isaac Newton, y contribuyente prolífico de la
arquitectura. Esta ley comprende numerosas disciplinas, siendo
utilizada en ingeniería y construcción, así como en la ciencia de los
materiales. Ante el temor de que alguien se apoderara de su
descubrimiento, Hooke lo publicó en forma de un famoso
anagrama, ceiiinosssttuv, revelando su contenido un par de años
más tarde. El anagrama significa Ut tensio sic vis ("como la
extensión, así la fuerza").

18. La forma más común de representar matemáticamente la Ley de
Hooke es mediante la ecuación del muelle o resorte, donde se
relaciona la fuerza F ejercida por el resorte con la elongación o
alargamiento delta provocado por la fuerza externa aplicada al
extremo del mismo:

19. Ley de Hooke establece que el límite de la tensión elástica de
un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza. Mediante
un análisis e interpretación de la Ley de Hooke se estudia
aspectos relacionados con la ley de fuerzas, trabajo, fuerzas
conservativas y energía de Resortes . Los resortes son un
modelo bastante interesante en la interpretación de la teoría
de la elasticidad.

20. Conclusión
Una vez Concluida la esta presentación es evidente la gran importancia
que tiene la física en todos los aspectos de nuestras vidas, la física es una
de las disciplinas académicas que influye en los seres vivos ya que
estamos unidos a ella ya que en sus estudios nosotros como seres
humanos realizamos cada uno de ellos en nuestra vida diaria.
En la Física no sólo hay que observar y describir los fenómenos naturales,
aplicaciones tecnológicas o propiedades de los cuerpos sino que hay
explicarlos mediante leyes Físicas. Esa ley indica la relación entre las
magnitudes que intervienen en el Fenómeno físico mediante un análisis
cualitativo y cuantitativo. Con la valiosa ayuda de las Matemáticas se
realiza la formulación y se expresa mediante ecuaciones, entregando como
resultado una Ley.