maquinas y mecanismos

1. FENÓMENOS DE DEFORMACIÓN
ELÁSTICA EN MECANISMOS
Equipo 2
ROCIO ORDOÑES SEVERINO
JOSE LUIS HERNANDEZ MARTINEZ
JESUS CHAVEZ ANTONIO
JONATAN EDUARDO GARCIA CASTILLO
YUSSEF REYES MONTES DE OCA
JOSE ANGEL MEJIA

2. Fenómenos de tensión y de compresión
QUE ES TENSION?
Se conoce como fuerza de tensión a la fuerza que, aplicada a un
cuerpo elástico, tiende a producirle una tensión
Las cuerdas, por ejemplo, permiten transmitir fuerzas de un cuerpo
a otro. Cuando en los extremos de una cuerda se aplican dos
fuerzas iguales y contrarias, la cuerda se pone tensa. Las fuerzas de
tensión son, en definitiva, cada una de estas fuerzas que soporta la
cuerda sin romperse.
La resistencia de un material depende de su capacidad para soportar una carga
sin deformación excesiva o falla. Esta propiedad en inherente al material mismo y
debe determinarse por experimentación. Entre las pruebas mas importantes están
las pruebas de tensión o compresión.

3. ¿QUE ES COMPRESIÓN?
Es la resultante de las tensiones o presiones que existen dentro de
un sólido deformable o medio continuo , caracterizada porque
tiende a una reducción de volumen del cuerpo, y a un
acortamiento del cuerpo en determinada dirección (coeficiente
de Poisson).

4. Para llevar a cabo esta prueba se prepara un espécimen
o probeta de forma y tamaño “estándar”.
Antes de la prueba, se imprimen con un punzós a la
probeta dos marcas pequeñas a lo largo de esta. Estas
marcas se colocan lejos de los extremos del espécimen
por que la distribución del esfuerzo en los extremos es un
tanto compleja debido al agarre de las conexiones
cuando se aplica una carga.
Se toman mediciones tanto de la sección transversal inicial
del espécimen, A0, como de la distancia L0 de la longitud
calibrada entre las marcas del punzón.
Por ejemplo:
Cuando se usa un espécimen de metal en una prueba de
tensión, generalmente este tiene un diámetro inicial de d0
= 0.5 pulg. (13mm) y una longitud calibrada de L0 = 2 pulg.
(50mm), fig. 3-1.
Con objeto de aplicar una carga axial, sin que tenga lugar
la flexión en el espécimen, por lo regular los extremos se
asientan sobre juntas de rotula. Luego se usa una maquina
de prueba similar a la mostrada en la fig. 3-2 para estirar el
espécimen a un régimen constante muy lento, hasta
alcanzar el punto de ruptura la maquina se diseña para
que se pueda leer la carga requerida para mantener este
alargamiento uniforme.

5. Durante la prueba, y a intervalos frecuentes, se registran los datos de la
carga aplicada P, a medida que leen en la caratula de la maquina o en
un dispositivo digital.
También puede medirse el alargamiento δ = L - L0 entre las marcas que se
hicieron en el espécimen con el punzón, usando ya sea una galga o un
dispositivo óptico o mecánico llamado extensómetro. Este valor de б se
usa luego para determinar la deformación unitaria normal promedio en el
espécimen o muestra.

6. DIAGRAMA DE ESFUERZO-DEFORMACION UNITARIA
A partir de los datos de un ensayo de tensión o de compresión, es posible
calcular varios valores del esfuerzo y la correspondiente deformación unitaria
en el espécimen y luego graficar los resultados. La curva resultante se llama
diagrama de esfuerzo-deformación unitaria y hay dos maneras de describirlo.
Diagrama convencional de esfuerzo-deformación unitaria
Usando los datos registrados, podemos determinar el esfuerzo nominal o de
ingeniería dividiendo la carga P aplicada entre el área A0 de la sección
transversal original del espécimen. Este calculo supone que el esfuerzo es
constante en la sección transversal en toda la región entre los puntos
calibrados. Tenemos:

7. De la misma manera, la deformación nominal o de ingeniería se determina
directamente leyendo el calibrador o dividiendo el cambio en la longitud calibrada δ,
entre la longitud calibrada original del espécimen L0. aquí se supone que la
deformación unitaria es constante en la región entre los puntos calibrados. Entonces,
Si se grafican los valores correspondientes de б y ε, con los esfuerzos como ordenadas y
las deformaciones unitarias como abscisas, la curva resultante se llama diagrama de
esfuerzo-deformación unitaria. Este diagrama es muy importante en la ingeniería ya que
proporciona los medios para obtener datos sobre el tamaño o forma geométrica del
material. Sin embargo, debe ser claro que nunca serán exactamente iguales dos
diagramas de esfuerzo-deformación unitaria para un material particular, ya que los
resultado dependen entre otras variables de la composición del material, de
imperfecciones microscópicas, de la manera en que esta fabricado, de la velocidad de
la carga y de la temperatura durante la prueba.

8. Veremos ahora las características de la curva convencional esfuerzo-
deformación unitaria del acero, material comúnmente usado para la
fabricación de miembros estructurales y elementos mecánicos. El la figura 3-4
se muestra el diagrama característico de esfuerzo-deformación unitaria de una
probeta de acero, usando el método antes descrito. En esta curva podemos
identificar cuatro maneras diferentes en que el material se comporta,
dependiendo de la cantidad de deformación unitaria inducida en el material.

9. COMPORTAMIENTO ELASTICO
Este comportamiento elástico ocurre cuando las deformaciones unitarias en el
modelo están dentro de la región ligeramente sombreada que se muestra en la fig.
3-4.
Puede verse que la curva es en realidad una línea recta a través de toda esta
región, así que el esfuerzo es proporcional a la deformación unitaria. En otras
palabras se dice que el material es linealmente elástico. El limite superior del esfuerzo
en esta relación lineal se llama limite de proporcionalidad, si el esfuerzo excede un
poco el limite de proporcionalidad, el material puede todavía responder
elásticamente, sin embargo, la curva tiende a aplanarse causando un incremento
mayor deformación unitaria con el correspondiente incremento de esfuerzo. Esto
continua hasta que el esfuerzo llega al limite elástico . Para determinar este punto en
cualquier espécimen, debemos, aplicar, y luego retirar, una carga creciente hasta
que se detecte una deformación permanentemente en el mismo. Sin embargo, en el
acero rara vez se determina el limite elástico, puesto que esta muy cerca del limite
de proporcionalidad y por tanto, su detección es bastante difícil.

10. FLUENCIA
Un ligero aumento en el esfuerzo mas allá del limite elástico provocara un colapso del
material y causara que se deforme permanentemente.
Este comportamiento se llama fluencia, y esta indicado por la región mas obscura de la
curva. Fig. 3-4. el esfuerzo que origina la fluencia se llama esfuerzo de fluencia o punto
de fluencia, y la deformación que ocurre se llama deformación plástica.
En los aceros con bajo contenido de carbono o aquellos que sean laminados o rolados
en caliente, se distinguen dos valores para el punto de fluencia. El punto superior de la
fluencia ocurre primero, seguido por una disminución súbita en la capacidad de
soportar carga hasta un punto inferior de fluencia.

15. BIBLIOGRAFÍA
 DAVIS, Harmer E. Y TROXELL, George E. Ensayo de los materiales en ingeniería:
7 ED. México: C.E.C.S.A. 1979. 477 p.
 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 4525. Terminología de ensayos
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ICONTEC. 1998-10-28.
 BEER, Ferdinand P. y JOHNSTON, E. Russell. Mecánica de materiales. 2 ed.
México: McGraw Hill, 1999. 742 p. ISBN 958-600-127-X
 Fitzgerald W.R., Mecánica de Materiales, Ed. Alfaomega, 1996, Mexico.
 biblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/curzoz/torsion_mecanica.doc
http://es.slideshare.net/gUgUsTaSiO/torsion-fisica-9
http://es.slideshare.net/danieladebenedetto/presentacin-de-elementos-
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