Esfuerzo y deformacion

1. Republica Bolivariana de Venezuela
Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión Porlamar
Autor:
Angela Tabbak
C.I.: 24.105.376

2. Son las fuerzas internas, debido a las cargas, sometidas a un elemento resistente.
Es la razón de una fuerza aplicada respecto al área sobre la que actúa.
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.
Donde: P≡ Fuerza axial.
A≡ Área de la sección transversal.
σ = P
A
Al construir una estructura se necesita tanto un diseño adecuado como unos elementos
que sean capaces de soportar las fuerzas, cargas y acciones a las que va a estar
sometida. Los tipos de esfuerzos que deben soportar los diferentes elementos de las
estructuras son:

3. -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.

4. -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

5. -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

6. -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.

7. -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

8. Se conoce como deformación cuando un cuerpo cambia de tamaño y de forma a través de un
esfuerzo interno producido o a través de fuerzas efectuadas sobre él. La deformación se mide a través de
la magnitud que es conocida como deformación unitaria o deformación axial. Esta deformación se
consigue determinando el cambio de longitud por unidad de longitud. Estos son perfectos para expresar
los cambios de longitud de un prisma mecánico o de un cable.
Donde:
Ε: deformación unitaria
δ: deformación total
L: longitud inicial
Ε = δ/L

9. Deformación elástica : es aquella en la cual se produce deformación por aplicación de un
campo de esfuerzos pero si los esfuerzos se retiran, la deformación se pierde, recuperando
el cuerpo su forma original.
La deformación inicial de la mayoría de los sólidos es elástica. Eso quiere decir que la
deformación es reversible al dejar de aplicar la tensión, es decir, que el sólido recupera
su forma inicial.
En la mayoría de los casos, la relación tensión-deformación en el régimen elástico es
lineal, es decir:
donde E: módulo de Young (Unidades: [Pa])
Ley de Hooke

10. Plasticidad
Es la propiedad que puede tener un material, mediante la cual una fuerza puede
deformarse de forma permanente antes de llegar a romperse. Todos los
materiales estructurales se pueden comportar plásticamente al sobrepasar el
Límite de Elasticidad.
Robert Hooke estableció en el año de 1676, en Inglaterra, ut
tensio sic vis. que significa "como sea la deformación así será
la fuerza..." es decir que los esfuerzos o aplicados son
directamente proporcionales a las deformaciones producidas,
esa afirmación, la cual se conoce como la Ley de Hooke.

12. El Módulo de Young, también llamado Módulo de Elasticidad, representa el grado
de rigidez de un material frente a esfuerzos axiales y flectores, independientemente
de la forma, tamaño y vínculos de unión del elemento o pieza que conforme.
Matemáticamente es el cociente de la división de un esfuerzo unitario entre una
deformación unitaria.
De esta forma el Módulo de Elasticidad E se define como la pendiente de la recta
que inicialmente se forma en un gráfico de esfuerzo - deformación
Los materiales estructurales modernos, tales como el
acero, son isotrópicos, es decir que su resistencia
no depende de la dirección en la cual se aplican las
cargas.
Thomas Young

13. Fragilidad y Ductilidad
Al exceder la capacidad de deformación elástica de un material, se
eliminan los enlaces atómicos del mismo ocasionando su rotura.
Existen dos maneras en las cuales esto puede ocurrir
 1. De forma dúctil.
 2. De forma frágil.

14. Dúctil
Cuando un material se deforma plásticamente ocurriendo su rotura, pero sólo después de
que el material ha absorbido cierta cantidad de energía; de manera práctica se evidencia
cuando se dobla sucesivamente un trozo de alambre fino al notar un incremento de su
temperatura antes de romperse.
Frágil
Los materiales proporcionalmente elásticos hasta la rotura, tales como el vidrio y algunos
plásticos. No pueden dar signo alguno de la rotura inminente; además, a menudo son
frágiles y se desmenuzan bajo la acción del impacto.

15. Ejercicios

16. Ejercicio n° 1
Solución

17. Ejercicio n° 2

18. Solución

19. Ejercicio n° 3
Solución

20. Gracias por su
atención