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MECÁNICA CLÁSICA

        ELASTICIDAD

Fernando Daniel Rojas
Christian Ruiz
Sergio Luis Arroyo
DEFORMACIÓN DE LAS FUERZAS
• La deformación de un cuerpo es uno de los dos
  efectos que puede producir una fuerza.
• Los cuerpos se clasifican en:

Elásticos:
Si recuperan su forma anterior.

Plásticos:
Si la deformación permanece
Elasticidad

    Propiedad de cambiar de
    forma cuando actúa una
  fuerza de deformación sobre
  un objeto, y el objeto regresa
   a su forma original cuando
      cesa la deformación.
Límites de Elasticidad
 Si se estira o se comprime más allá de
   cierta cantidad, ya no regresa a su
estado original, y permanece deformado.
Ley de Hooke


“La cantidad de estiramiento
o de compresión (cambio de
 longitud), es directamente
   proporcional a la fuerza
         aplicada.”
Ley de Hooke
 Se puede expresar matemáticamente así:




• K es la constante de proporcionalidad o de elasticidad.
•    es la deformación
• El signo ( - ) en la ecuación se debe a la fuerza
  restauradora que tiene sentido contrario al desplazamiento.
• Las unidades son: Newton/metro (New/m) – Libras/pies (Lb/
  p).
Elasticidad (mecánica de sólidos)
En física e ingeniería, el
término elasticidad design
a la propiedad mecánica
de ciertos materiales de
sufrir deformaciones
 reversibles cuando se
encuentran sujetos a la
acción       de      fuerzas
exteriores y de recuperar
la forma original si estas
fuerzas     exteriores    se
eliminan.
Elasticidad lineal
Un caso particular de sólido elástico se presenta cuando las
tensiones y las deformaciones están relacionadas linealmente,
mediante la siguiente ecuación constitutiva:




Cuando eso sucede decimos que tenemos un sólido elástico lineal.
La teoría de la elasticidad lineal es el estudio de sólidos elásticos
lineales sometidos a pequeñas deformaciones de tal manera que
además los desplazamientos y deformaciones sean "lineales", es
decir, que las componentes del campo de desplazamientos u sean
muy aproximadamente una combinación lineal de las componentes
del tensor deformación del sólido. En general un sólido elástico lineal
sometido a grandes desplazamientos no cumplirá esta condición. Por
tanto la teoría de la elasticidad lineal sólo es aplicable a:
• Sólidos elásticos lineales, en los que tensiones y
  deformaciones estén relacionadas linealmente (linealidad
  material).
• Deformaciones pequeñas, es el caso en que deformaciones
  y desplazamientos están relacionados linealmente. En este
  caso               puede                 usarse            el
  tensor deformación lineal de Green-Lagrange para
  representar el estado de deformación de un sólido (linealidad
  geométrica).
Debido a los pequeños desplazamientos y deformaciones a los
  que son sometidos los cuerpos, se usan las siguientes
  simplificaciones y aproximaciones para sistemas estables:
• Las tensiones se relacionan con las superficies no
  deformadas
• Las condiciones de equilibrio se presentan para el sistema no
  deformado
• Para determinar la estabilidad de un sistema hay presentar
  las condiciones de equilibrio para el sistema deformado.
Tensión
La tensión en un punto se define como el
límite de la fuerza aplicada sobre una
pequeña región sobre un plano π que
contenga al punto dividida del área de la
región, es decir, la tensión es la fuerza
aplicada por unidad de superficie y depende
del punto elegido, del estado tensional de
sólido y de la orientación del plano escogido
para calcular el límite. Puede probarse que la
normal al plano escogido nπ y la tensión tπ en
un punto están relacionadas por:



Donde T es     el    llamado tensor tensión,
también llamado tensor de tensiones, que
fijada una base vectorial ortogonal viene
representado por una matriz simétrica 3x3:
Deformación

En teoría lineal de la elasticidad dada la pequeñez de las deformaciones es una
condición necesaria para poder asegurar que existe una relación lineal entre los
desplazamientos y la deformación. Bajo esas condiciones la deformación puede
representarse adecuadamente mediante el tensor deformación infinitesimal que
viene dada por:


Los componentes de la diagonal principal contienen los alargamientos
(dilataciones), mientras que el resto de los componentes del tensor son los medios
desplazamientos.

Las componentes están linealmente relacionadas con los desplazamientos
mediante esta relación:
Ley de elasticidad de Hooke
MUCHAS GRACIAS

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Elasticidad

  • 1. MECÁNICA CLÁSICA ELASTICIDAD Fernando Daniel Rojas Christian Ruiz Sergio Luis Arroyo
  • 2.
  • 3. DEFORMACIÓN DE LAS FUERZAS • La deformación de un cuerpo es uno de los dos efectos que puede producir una fuerza. • Los cuerpos se clasifican en: Elásticos: Si recuperan su forma anterior. Plásticos: Si la deformación permanece
  • 4. Elasticidad Propiedad de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre un objeto, y el objeto regresa a su forma original cuando cesa la deformación.
  • 5. Límites de Elasticidad Si se estira o se comprime más allá de cierta cantidad, ya no regresa a su estado original, y permanece deformado.
  • 6. Ley de Hooke “La cantidad de estiramiento o de compresión (cambio de longitud), es directamente proporcional a la fuerza aplicada.”
  • 7. Ley de Hooke Se puede expresar matemáticamente así: • K es la constante de proporcionalidad o de elasticidad. • es la deformación • El signo ( - ) en la ecuación se debe a la fuerza restauradora que tiene sentido contrario al desplazamiento. • Las unidades son: Newton/metro (New/m) – Libras/pies (Lb/ p).
  • 8. Elasticidad (mecánica de sólidos) En física e ingeniería, el término elasticidad design a la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.
  • 9. Elasticidad lineal Un caso particular de sólido elástico se presenta cuando las tensiones y las deformaciones están relacionadas linealmente, mediante la siguiente ecuación constitutiva: Cuando eso sucede decimos que tenemos un sólido elástico lineal. La teoría de la elasticidad lineal es el estudio de sólidos elásticos lineales sometidos a pequeñas deformaciones de tal manera que además los desplazamientos y deformaciones sean "lineales", es decir, que las componentes del campo de desplazamientos u sean muy aproximadamente una combinación lineal de las componentes del tensor deformación del sólido. En general un sólido elástico lineal sometido a grandes desplazamientos no cumplirá esta condición. Por tanto la teoría de la elasticidad lineal sólo es aplicable a:
  • 10. • Sólidos elásticos lineales, en los que tensiones y deformaciones estén relacionadas linealmente (linealidad material). • Deformaciones pequeñas, es el caso en que deformaciones y desplazamientos están relacionados linealmente. En este caso puede usarse el tensor deformación lineal de Green-Lagrange para representar el estado de deformación de un sólido (linealidad geométrica). Debido a los pequeños desplazamientos y deformaciones a los que son sometidos los cuerpos, se usan las siguientes simplificaciones y aproximaciones para sistemas estables: • Las tensiones se relacionan con las superficies no deformadas • Las condiciones de equilibrio se presentan para el sistema no deformado • Para determinar la estabilidad de un sistema hay presentar las condiciones de equilibrio para el sistema deformado.
  • 11. Tensión La tensión en un punto se define como el límite de la fuerza aplicada sobre una pequeña región sobre un plano π que contenga al punto dividida del área de la región, es decir, la tensión es la fuerza aplicada por unidad de superficie y depende del punto elegido, del estado tensional de sólido y de la orientación del plano escogido para calcular el límite. Puede probarse que la normal al plano escogido nπ y la tensión tπ en un punto están relacionadas por: Donde T es el llamado tensor tensión, también llamado tensor de tensiones, que fijada una base vectorial ortogonal viene representado por una matriz simétrica 3x3:
  • 12. Deformación En teoría lineal de la elasticidad dada la pequeñez de las deformaciones es una condición necesaria para poder asegurar que existe una relación lineal entre los desplazamientos y la deformación. Bajo esas condiciones la deformación puede representarse adecuadamente mediante el tensor deformación infinitesimal que viene dada por: Los componentes de la diagonal principal contienen los alargamientos (dilataciones), mientras que el resto de los componentes del tensor son los medios desplazamientos. Las componentes están linealmente relacionadas con los desplazamientos mediante esta relación:
  • 13. Ley de elasticidad de Hooke