esfuerzo y deformacion

1. Juan Carlos Silva Urciuoli
C.I: 24.577.564
Ing. Mecánica

2.  La fuerza es una magnitud vectorial (con dirección y
sentido) que tiende a producir un cambio en la
dirección de un cuerpo o como modificación de su
estructura interna, es decir tiende a producir una
deformación.

3.  Con base a su estudio las fuerzas han sido clasificadas
como fuerzas de cuerpo o másicas y las fuerzas de
superficie; estas últimas divididas en simples y
compuestas.

4.  Están en relación directa con la masa del cuerpo al cual
se aplican, aunque su origen puede ser debido a causas
externas. Como ejemplos de este tipo de fuerzas de
cuerpo tenemos a las inducidas por la gravedad, las
centrífugas y las creadas por los campos magnéticos.

5.  Dependen siempre de causas externas al cuerpo, y no
guardan relación alguna con la masa del mismo. Se
llaman así porque se puede considerar que son
aplicadas a una superficie de algún cuerpo, como
ocurre con las fracturas originadas por eventos
tectónicos

6.  La fuerza por unidad de área, o la intensidad de las
fuerzas distribuidas a través de una sección dada, se
llama esfuerzo sobre esa sección y se representa con la
letra griega o (sigma).

7. Se empleará un signo positivo para indicar un esfuerzo de
tensión (el elemento a tensión) y un signo negativo para indicar
un esfuerzo compresivo (el elemento a compresión).
Debido a que se emplean unidades del sistema SI en estos
análisis, con P expresada en newtons (N) y A en metros
cuadrados (m²), el esfuerzo σ se expresará en N/ m². Esta unidad
se denomina pascal (Pa). Sin embargo, el
pascal es una unidad muy pequeña por lo que, en la práctica,
deben emplearse múltiplos de esta unidad, como, el kilopascal
(kPa), el megapascal (MPa) y el gigapascal (GPa). Se tiene que:

8. 1 kPa 103 Pa 103N/m2
1 MPa 106 Pa 106N/m2
1 GPa 109 Pa 109N/m2

9. TIPOS DE ESFUERZO

10.  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.

11.  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.

12.  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.

13.  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

14.  Las fuerzas internas y sus correspondientes esfuerzos
estudiados anteriormente eran normales a la sección
considerada. Se concluye que deben existir fuerzas
internas en el plano de la sección, y que su resultante
es igual a P. Estas fuerzas internas elementales se
conocen corno fuerzas cortantes, y la magnitud P de su
resultante es el cortante en la sección. Al dividir el
cortante P en el área A de la sección transversal, se
obtiene el esfuerzo cortante promedio en la sección.
Representando el esfuerzo cortante con la letra griega τ
(tau), se escribe:

16. Debe enfatizarse que el valor obtenido es un valor
promedio para el esfuerzo cortante sobre la sección. Al
contrario de lo dicho con anterioridad para los
esfuerzos normales, en este caso no puede suponerse
que la distribución de los esfuerzos cortantes a través
de una sección se a uniforme. El valor real τ del
esfuerzo cortante varía de cero en la superficie del
elemento hasta un valor máximo τprom.

17. Los esfuerzos
cortantes se
encuentran
comúnmente en
pernos, pasadores
y remaches
utilizados para
conectar diversos
elementos
estructurales y
componentes de
máquinas (figura
1.17). Considere
dos placas A y B
conectadas por un
perno

18.  cortante P en la sección es igual a F. Se obtiene el
esfuerzo cortante P = F entre el área A de la sección
transversal:

19.  Una barra sometida a una fuerza axial de tracción
aumentara su longitud inicial; se puede observar que
bajo la misma carga pero con una longitud mayor este
aumento o alargamiento se incrementará también.

20.  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
energía potencial elástica.

21.  reversible o no permanente, el cuerpo recupera su
forma original al retirar la fuerza que le provoca la
deformación.

22. GRAFICA DE ESFUERZO Y DEFORMACION