1. Instituto universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión Porlamar
Escuela de ingeniería: Industrial
Asignatura: Elementos de maquinas
Capitulo I, II y III
Realizado por:
Esther Moya
C.I:20.326.144
Porlamar, 13/06/2014

2. Introducción
En la parte de los cambios de forma como las deformaciones
que acompañan a un determinado estado de fuerzas los principios y
métodos que se desarrollan son aplicados a los casos mas concretos
de torsión y de flexión, y los aplicaremos al caso de esfuerzo
axialmente en general estudiaremos las relaciones entre las
deformaciones elásticas, junto con las deformaciones platica y las
relaciones fuerza-deformación. Esperando llenar todas las expectativas
del lector.

3. Esfuerzo
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 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.

4. Tipos de Esfuerzo
Cuando las estructuras resisten a la deformación se dice que tienen rigidez. Las fuerzas que
actúan sobre los diferentes elementos de las mismas se denominan cargas. La fuerza que hace
un elemento de la estructura para no ser deformado por las cargas se denomina esfuerzo.
Dichos esfuerzos pueden ser:
tracción o tensión, cuando las cargas que actúan sobre la pieza tienden a estirarla, tal y como
sucede, por ejemplo, con los cables de un puente colgante.
compresión, cuando las cargas que soporta la pieza tienden a aplastarla, como es el caso,
por ejemplo, de las columnas. Este esfuerzo no puede ser soportado por los tirantes.
flexión, cuando las cargas que actúan sobre la pieza tienden a doblarla, como sucede con las
vigas.
corte o cizalladura, cuando las cargas que soporta la pieza tienden a cortarla. Éste es el tipo de
esfuerzo al que están sometidos los puntos de apoyo de las vigas.
torsión, cuando las cargas que soporta la pieza tienden a retorcerla. Este es el caso de los
ejes, cigüeñales y manivelas.

5. Esfuerzo axial y normal
 El esfuerzo axial: Esfuerzo que es perpendicular al plano sobre
el que se aplica la fuerza de tracción o compresión, que es
distribuido de manera uniforme por toda su superficie. También
llamado esfuerzo normal.
 El esfuerzo normal: Esfuerzo que es perpendicular al plano
sobre el que se aplica la fuerza de tracción o compresión, que
es distribuido de manera uniforme por toda su superficie.
También llamado esfuerzo axial.

6. Carga Axial
Fuerza que actúa a lo largo del eje longitudinal de un
miembro estructural aplicada al centroide de la
sección transversal del mismo produciendo un
esfuerzo uniforme. También llamada fuerza axial.
fuerza axial: Fuerza que actúa a lo largo del eje
longitudinal de un miembro estructural aplicada al
centroide de la sección transversal del mismo
produciendo un esfuerzo uniforme. También llamada
carga axial.
esfuerzo directo: Esfuerzo, que puede ser tanto de
tracción como de compresión, que mantiene un valor
constante en las secciones longitudinal y transversal
de una barra sometida a fuerzas tracción o
compresión axial.

7.  El esfuerzo utiliza unidades de fuerza sobre unidades de
área, en el sistema internacional (SI) la fuerza es en
Newton (N) y el área en metros cuadrados (m2), el
esfuerzo se expresa por N/m2 o pascal (Pa). Esta unidad
es pequeña por lo que se emplean múltiplos como el es el
kilopascal (kPa), megapascal (MPa) o gigapascal (GPa).
En el sistema americano, la fuerza es en libras y el área en
pulgadas cuadradas, así el esfuerzo queda en libras sobre
pulgadas cuadradas (psi). Particularmente en Venezuela la
unidad más empleada es el kgf/cm2 para denotar los
valores relacionados con el esfuerzo.
Unidades de Esfuerzo

8. Deformación
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.

9. Deformación elástica y plástica
 Deformación elástica: al eliminar la tensión aplicada sobre el
material, éste vuelve a su longitud inicial. Los átomos del material se
desplazan momentáneamente de sus posiciones de equilibrio.
 Deformación plástica: al eliminar la tensión aplicada sobre el
material, éste no recupera sus dimensiones iníciales. Los átomos del
material se desplazan definitivamente a otras nuevas posiciones.

10. DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACION
La deformación es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo
debido a la aplicación de una o más fuerzas sobre el mismo o la
ocurrencia de dilatación térmica. La magnitud más simple para medir la
deformación es lo que en ingeniería se llama deformación axial o
deformación unitaria se define como el cambio de longitud por unidad
de longitud. 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.

11. Fatiga
 La fatiga de material consiste en el desgaste y posterior ruptura
de un objeto construido por el ser humano. La fatiga de
material, tiene que ver más que nada, con objetos, los cuales,
soportan carga. Y nos referimos, a todos los objetos
construidos por el hombre, diseñados para soportar peso. La
fatiga de los materiales se da cuando se ejercen fuerzas
repetidas aplicadas sobre el material creando pequeñas grietas
que pueden llegar a producir una ruptura del material. Es un
fenómeno muy importante, ya que es la primera causa de
rotura de los materiales metálicos (aproximadamente el 90%).

12. Ley de Hooke
Esta ley establece que un cuerpo elástico se deforma
proporcionalmente a la fuerza que actúa sobre él. Esta gráfica
muestra el aumento de longitud (alargamiento) de un alambre
elástico a medida que aumenta la fuerza ejercida sobre el mismo. En
la parte lineal de la gráfica, la longitud aumenta 10 mm por cada
newton (N) adicional de fuerza aplicada. El cambio de longitud
(deformación) es proporcional a la fuerza (tensión).
El alambre empieza a estirarse desproporcionadamente para
una fuerza aplicada superior a 8 N, que es el límite de elasticidad del
alambre. Cuando se supera este límite, el alambre reduce su longitud
al dejar de aplicar la fuerza, pero ya no recupera su longitud original.

13. Rigidez
Es la propiedad de un cuerpo, elemento o estructura de
oponerse a las deformaciones. También podría definirse como la
capacidad de soportar cargas o tensiones sin deformarse o
desplazarse excesivamente.

14. Torque
 El torque es al movimiento de giro como la fuerza al movimiento de
desplazamiento: La fuerza nos dice con qué aceleración se moverá una
masa determinada. El torque nos dice con cuanta aceleración angular
girará un objeto.
El torque se calcula multiplicando la fuerza por la distancia al punto de
giro al punto de aplicación de la fuerza, también puede ser
el efecto producido por una fuerza aplicada en una palanca que solo
puede girar en un punto, que seria el centro de un eje.
Dicha palanca puede ser una rueda, donde el punto de aplicación de la
fuerza se encuentre a una distancia "r" de su centro. En tal caso el
torque se calcula multiplicando la fuerza por la distancia que hay entre
el punto de aplicación y el centro de giro del sistema.

15. Conclusión
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. El
comportamiento general de los materiales bajo carga se puede clasificar como
dúctil o frágil según que el material muestre o no capacidad para sufrir deformación
plástica. Los materiales dúctiles exhiben una curva Esfuerzo - Deformación que
llega a su máximo en el punto de resistencia a la tensión. En materiales más
frágiles, la carga máxima o resistencia a la tensión ocurre en el punto de falla. En
materiales extremadamente frágiles, como los cerámicos, el esfuerzo de fluencia,
la resistencia a la tensión y el esfuerzo de ruptura son iguales.
La deformación elástica obedece a la Ley de Hooke. La constante de
proporcionalidad E llamada módulo de elasticidad o de Young, representa la
pendiente del segmento lineal de la gráfica Esfuerzo - Deformación, y puede ser
interpretado como la rigidez, o sea, la resistencia del material a la deformación
elástica. En la deformación plástica la Ley de Hooke deja de tener validez.