El documento describe los conceptos de esfuerzo y deformación en materiales. Explica que el esfuerzo es una fuerza por unidad de área y que hay diferentes tipos como tracción, compresión, cizallamiento y flexión. También describe la deformación como un cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a fuerzas aplicadas y que puede ser elástica o plástica. Finalmente, presenta un diagrama de esfuerzo-deformación y la ley de Hooke sobre la proporcionalidad entre esfuerzo y deformación elástica

1. Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño
Extensión Porlamar¨
cátedra: Elemento de maquinas I
Esfuerzo y deformación
Realizado por:
Manuel. Ruiz
C.I.22.621.319

2. Introducción
El uso de los materiales en las obras de ingeniería hace
necesario el conocimiento de las propiedades físicas de
aquellos, y para conocer estas propiedades es necesario llevar
a cabo pruebas que permitan determinarlas
Todos los materiales metálicos tienen una combinación de
comportamiento elástico y plástico en mayor o menor
proporción.
Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de
deformarse en el sentido de aplicación de la fuerza.
la fuerza se aplica en del eje de ella y por eso se
denomina axial, la probeta se alargara en dirección de su
longitud y se encogerá en el sentido o plano perpendicular.

3.  Esfuerzo:
Esfuerzo se define como una interacción entre dos cuerpos; es
una cantidad física vectorial que se describe mediante los
conceptos intuitivos de “empujar” y “jalar”. Desde el punto de
vista de la Dinámica, cuando se aplica una fuerza a un cuerpo, el
efecto que tiene dicha fuerza es darle al cuerpo una aceleración
y, por tanto, cambiar el estado de reposo o de movimiento
uniforme que tenía el cuerpo antes de la aplicación de la fuerza.
Esto viene descrito por la Segunda Ley de Newton.

4. Tipos de esfuerzo
•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.
•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.

5. Ejemplos de tracción y
compresión

6.  Cizallamiento o 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.

7.  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.

8.  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.

9.  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.

10. Tipos de deformación
 Deformación interna:
La deformación interna puede
clasificarse atendiendo a distintos
criterios. El primero de ellos es la
continuidad: si una deformación
interna no separa ningún par de
puntos materiales que estuvieran
juntos antes de la deformación se
dice que es continua o afín
Deformación continua o afín (arriba) y discontinua o no afín (abajo).

11.  La deformación frágil (“brittle”) : Es la que produce rotura.
 la deformación dúctil (“ductile”) : Se realiza sin que el
cuerpo se fracture.

12.  Deformación homogénea :
La deformación homogénea es un
supuesto que se hace para
simplificar el análisis de esfuerzos
de un material que está siendo
deformado plásticamente, ya que
idealiza el proceso de manera que
se facilita la compresión del
proceso.
 Deformación inhomogenea
la no homogeneidad de la
deformación depende de cuán
lejos estén separadas las dos
zonas de deformación, esto se
expresa de una manera ms útil con
la razón h/L, es decir, la relación de
la altura del material con la longitud
de contacto que hay entre la
herramienta y el producto

13. Diagrama de esfuerzo y deformación
El diseño de elementos estructurales implica determinar la
resistencia y rigidez del material estructural, estas
propiedades se pueden relacionar si se evalúa una barra sometida
a una fuerza axial para la cual se registra
simultáneamente la fuerza aplicada y el alargamiento producido.
Estos valores permiten determinar el esfuerzo y la
deformación que al graficar originan el denominado diagrama de
esfuerzo y deformación.
Los diagramas son similares si se trata del mismo material y de
manera general permite agrupar los materiales
dentro de dos categorías con propiedades afines que se
denominan materiales dúctiles y materiales frágiles. Los diagramas
de materiales dúctiles se caracterizan por ser capaces de resistir
grandes deformaciones antes de la rotura, mientras que los frágiles
presenta un alargamiento bajo cuando llegan al punto de rotura.

14. Diagrama de esfuerzo y deformación

15. Ley de Hooke
En el diagrama esfuerzo – deformación, la línea recta indica
que la deformación es directamente proporcional
al esfuerzo en el tramo elástico, este principio conocido
como la ley de Hooke(véase Ecuación 3). Asimismo, la
proporción representada por la pendiente de la recta, es
constante para cada material y se llama módulo de
elasticidad (E), valor que representa la rigidez de un
material.

19. conclusión
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 resistencia del material no es el único parámetro que debe utilizarse
al diseñar o analizar una estructura; controlar las deformaciones para
que la estructura cumpla con el propósito para el cual se diseñó tiene
la misma o mayor importancia.
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.