Esfuerzo y deformación

2. EL 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.
Existen tres clases básicas de esfuerzos:
Tensivo.
Compresivo .
Corte.

3. FORMULA DE ESFUERZO.
En donde:
P= Fuerza axial.
A= Área de la sección transversal.

4. TIPOS DE ESFUERZO.
Las estructuras están formadas por distintos elementos unidos entre sí.
Estos elementos al soportar pesos o cargas, se ven sometidos a una serie de
esfuerzos que pueden ser de tracción, compresión, flexión, torsión y de
cortadura.
• Tracción : cuando las cargas que actúan sobre la pieza tienden a estirarla,
tal y como sucede, por ejemplo, con los cables de un puente colgante.

5. TIPOS DE ESFUERZO.
• 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.

6. TIPOS DE ESFUERZO.
• Flexión: cuando las cargas que actúan sobre la pieza tienden a doblarla,
como sucede con las vigas.

7. TIPOS DE ESFUERZO.
• 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.

8. TIPOS DE ESFUERZO.
• Torsión, cuando las cargas que soporta la pieza tienden a retorcerla. Este es
el caso de los ejes, cigüeñales y manivelas.

9. DEFORMACIÓN
Son consecuencia de procesos mecánicos, a partir de fuerzas externas o
internas que afectan a las características mecánicas de los elementos
constructivos. En el caso de las deformaciones, son una primera reacción del
elemento a una fuerza externa, al tratar de adaptarse a ella.
δ = cociente de alargamiento
L = Longitud inicial

10. MEDIDAS DE LA DEFORMACIÓN.
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:
de la misma magnitud

11. TIPOS DE DEFORMACIÓN
Dependiendo del tipo de material, el tamaño y la geometría del objeto, y las
fuerzas aplicadas, varios tipos de deformación pueden resultar.
• Deformación elástica: Este tipo de deformación es reversible. Una vez que
ya no se aplican las fuerzas, el objeto vuelve a su forma original.
Elastómeros y metales con memoria de forma tales como Nitinol exhiben
grandes rangos de deformación elástica, como el caucho. Sin embargo
elasticidad es no lineal en estos materiales. Metales normales, cerámica y la
mayoría de los cristales muestran elasticidad lineal y una zona elástica
pequeña.

12. TIPOS DE DEFORMACIÓN
• La deformación plástica: Este tipo de deformación es irreversible. Sin
embargo, un objeto en el rango de deformación plástica primero se han
sometido a deformación elástica, que es reversible, por lo que el objeto
volverá forma parte a su forma original. Termoplásticos blandos tienen una
gama bastante grande deformación plástica como hacer metales dúctiles
tales como el cobre, la plata, y oro. Acero también lo hace, pero no es de
hierro fundido. Plásticos duros termoestables, caucho, cristales, y cerámicas
tienen rangos de deformación plástica mínimos. Un material con un amplio
rango de deformación plástica es la goma de mascar en húmedo, que puede
ser estirados decenas de veces su longitud original.

13. TIPOS DE DEFORMACIÓN
• Fractura: Este tipo de deformación también es irreversible. Una ruptura se
produce después de que el material ha alcanzado el extremo de la goma, de
plástico y, a continuación, los rangos de deformación. En este punto, las
fuerzas se acumulan hasta que son suficientes para causar una fractura.
Todos los materiales eventualmente fractura, si se aplican fuerzas
suficientes.

14. TIPOS DE DEFORMACIÓN
• Fractura dúctil: Esta fractura ocurre bajo una intensa deformación plástica.
La fractura dúctil comienza con la formación de un cuello y la formación de
cavidades dentro de la zona de estrangulamiento.

15. TIPOS DE DEFORMACIÓN
• Fractura frágil: La fractura frágil tiene lugar sin una apreciable deformación
y debido a una rápida propagación de una grieta. Normalmente ocurre a lo
largo de planos cristalográficos específicos denominados planos de fractura
que son perpendiculares a la tensión aplicada.

18. EJEMPLO3. EN EL EJEMPLO ANTERIOR, EL ESFUERZO APLICADO AL
ALAMBRE DE ACERO FUE 6.37 X 107 PA Y LA DEFORMACIÓN FUE 3.08 X
10-4. ENCUENTRE EL MÓDULO DE ELASTICIDAD PARA EL ACERO.