En esta presentación se vera lo que es la concentración de esfuerzos en un material, sus caracteristica y por ultima se vera un ejemplo.

1. CONCENTRACIÓN DE
ESFUERZOS
• César Iván Nieves Arroyo.
Mecánica de materiales.

2. DEFINICIÓN
• La concentración de esfuerzo ocurre en aquellos lugares donde existen
cambios en su forma geométrica del elemento sometido a cargas y
esfuerzos ocasionados por cuñeros, anillos de retención, concentran los
esfuerzos provocando falla en las piezas mecánicas.
Estos cambios en su geometría pueden ser:
• Cambios en el ancho o en el espesor dela placa.
• Agujeros colocados en diversas posiciones o arreglos geométricos
• Cuñeros o cualquier otra característica física similar.

3. Las concentraciones de esfuerzos en un material frágil deben considerarse en el
diseño. La razón de esto es que si el esfuerzo ultimo se alcanza en unas cuantas fibras
considerablemente cargadas, las fibras del materia se romperán, aunque la intensidad
del esfuerzo promedio quede debajo del esfuerzo.
Estas pocas fibras rotas forman una grieta diminuta que reduce aun mas el área total
de la sección. Una grieta progresiva se desarrolla rápidamente haciendo que se
fracture todo el miembro.

4. • Por otro lado, si el material es dúctil y esta sujeto a cargas estáticas, las
concentraciones de esfuerzos no son significativos.
• Tal y como pasa en una parte móvil de una maquina o en un miembro de un
puente, las concentraciones de esfuerzo se deben de considerar mas a fondo. Si
unas cuantas fibras se cargan repetidamente hasta una alta intensidad y después se
descargan causando que el material se pueda desgastar y esas fibras puedan
fracturarse.
• La fractura de unas cuantas fibras en la sección transversal causa que se reduzca el
área y como consecuencia mas fibras se sobrecargaran causando que desarrolle
una grieta progresiva hasta llegar a fracturar el miembro.

5. • El nombre de concentradores de esfuerzos se debe a que estas
características del elemento provocan un cambio en el flujo de
esfuerzos en la placa que está sometida a tensión, es decir, provocan
una concentración de esfuerzos que varía de acuerdo a distintos
factores.

6. El funcionamiento de una placa de metal se ve afectado por la presencia de la concentración
de esfuerzos, por lo que determinar la manera en como varían los esfuerzos al añadir o
quitar concentradores de esfuerzo, o al distribuirlos en distintas posiciones modificando sus
características como son:
Radio de curvatura. Diámetro. Espesor. La longitud de la misma placa.

7. • Un ejemplo de concentración de esfuerzos en los miembros de una
máquina necesitan tener agujeros, ranuras, muescas, cuerdas u otros
cambios suaves o abruptos en su geometría que crean perturbaciones
en el patrón uniforme de esfuerzos. Esas discontinuidades en la
geometría causan altos esfuerzos en regiones muy pequeñas del
miembro y se conocen como concentraciones de esfuerzos.

8. H: ancho max.
h: ancho min.
R: radio.
K: factor de concentración de
esfuerzo
Tabla de concentración de
esfuerzo

9. r: radio del circulo.
W: ancho mayor.

10. EJERCICIO