1. El documento describe diferentes tipos de esfuerzos mecánicos como la tensión, compresión, cortadura, flexión y torsión, así como conceptos relacionados como deformación, elasticidad y plasticidad. 2. Explica cómo calcular la tensión en un poste hueco de aluminio que soporta una carga de compresión y provee ejemplos numéricos. 3. También cubre temas como fatiga de materiales, cálculo de fuerzas para producir deformaciones y distribución de esfuerzos cortantes debido a un momento torsor

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO SANTIAGO MARIÑO.
EXTENSION PORLAMAR.
REALIZADO POR:
ANAKARINA MEDINA C.I 22.994.488
Ing. Industrial.
Prof.: Julián Carneiro.

2. En física e ingeniería, se denomina tensión
mecánica al valor de la distribución de fuerza
por unidad de área en el entorno de un punto
material dentro de un cuerpo material o
medio continuo.

3. En el análisis de las fuerzas se debe tomar en cuenta que al
inicio, en el origen del planeta, este pudo haber empezado siendo una
masa de materia heterogénea y no diferenciada, la cual ha estado
evolucionando y transformándose, siendo evidente que actualmente la
Tierra posee una dinámica muy activa tanto en las capas internas como
externas. Lo que trae como consecuencia la deformación constante de
los materiales de la corteza terrestre, provocada por los mecanismos de
movimiento de las placas tectónicas, asociado a las corrientes de
convección del magma en el manto superior que provocan la expansión
del piso oceánico con la consecuente subducción y choque entre placas,
en otros sitios; esta dinámica provoca el vulcanismo, la sismicidad, el
levantamiento de cordilleras, el movimiento de los continentes, los
ajustes corticales por Isostasia. etc.

4.  FUERZA: Son esfuerzos que se pueden clasificar debido a las
fuerzas. Generan desplazamiento. Dependiendo si están contenidos
(o son normales) en el plano que contiene al eje longitudinal
tenemos:
Contiene al eje longitudinal:
 Tracción. Es un esfuerzo en el sentido del eje. Tiende
a alargar las fibras.
 Compresión. Es una tracción negativa. Las fibras se
acortan.
Normal al plano que contiene el eje longitudinal:
 Cortadura. Tiende a cortar las piezas mediante
desplazamiento de las secciones afectadas.

5.  Momento: Son esfuerzos que se pueden clasificar debido a los
momentos. Generan giros. Dependiendo si están contenidos (o
son normales) en el plano que contiene al eje longitudinal
tenemos:
Contiene al eje longitudinal:
 Flexión. El cuerpo se flexa, alargándose unas
fibras y acortándose otras.
Normal al plano que contiene el eje longitudinal:
 Torsión. Las cargas tienden a retorcer las piezas.
OTROS:
Esfuerzos compuestos. Es cuando una pieza se encuentra sometida
simultáneamente a varios esfuerzos simples, superponiéndose sus
acciones.
Esfuerzos variables. Son los esfuerzos que varían de valor e incluso
de signo. Cuando la diferencia entre el valor máximo y el valor
mínimo es 0, el esfuerzo se denomina alternado. Pueden ocasionar
rotura por fatiga.

7. Un poste corto construido con un tubo circular hueco de aluminio,
soporta una carga de compresión de 54 kips (Fig. 1). Los diámetros
interior y exterior del tubo son d1=36 in y d2= 3.6 in,
respectivamente y su longitud es de 40 in. Hay que determinar el
esfuerzo de compresión.
Solución: Suponiendo que la carga de compresión actúa en el
centro del tubo hueco, podemos usar la ecuación σ= P ⁄ A para
calcular el esfuerzo normal. La fuerza P es igual a 54 k (o 54
000 lb) y el área A de la sección transversal es:
A= (π /4) · (d2²-d1²) = (π / 4) · [(5.0 in) ² - (3.6 in) ²] = 9.456
in²
Por lo tanto, el esfuerzo de compresión en el poste es:
σ = P / A = 54 000 lb / 9.456 in² =5710 psi.
Si la fuerza tuviera sentido opuesto al mostrado en la figura 3, el esfuerzo seria de
tensión ó tracción, ya que tiende a alargar el poste, este tendría la misma
magnitud, ya que la fuerza P es la misma, pero en otra dirección y el área
transversal A si es exactamente la calculada anteriormente.

8. La deformación es el cambio en el tamaño o forma de un
cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más
fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación
térmica.

9. Es el modo de deformación en que el material no regresa a su
forma original después de retirar la carga aplicada. Esto
sucede porque, en la deformación plástica el material
experimenta cambios termodinámicos irreversibles al adquirir
mayor energía potencial elástica la deformación plástica es lo
contrario a la deformación reversible.

10. Es aquella en la que el cuerpo recupera su forma original al
retirar la fuerza que le provoca la deformación.
En este tipo de deformación el sólido varía su
estado tensional y aumenta su energía interna en forma de
energía potencial elástica.

11. Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un
esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la
deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los
metales y los minerales, la deformación es directamente
proporcional al esfuerzo. No obstante, si la fuerza externa
supera un determinado valor, el material puede quedar
deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es
válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar
antes de quedar permanentemente deformado se denomina
límite de elasticidad.

12. 1. Límite de proporcionalidad: hasta este punto la relación entre el esfuerzo y
la deformación es lineal.
2. Limite de elasticidad: más allá de este límite el material no recupera su
forma original al ser descargado.
3. Quedando con una deformación permanente.
4. Quedando con una deformación permanente.
5. Correspondiente aumento de carga. Este fenómeno no se observa en los
materiales frágiles;
6. Esfuerzo último: máxima ordenada del diagrama esfuerzo- deformación.
7. Punto de ruptura: cuanto el material falla.

13. Es la propiedad de un material que le permite
regresar a su tamaño y formas originales, al suprimir a la
carga que estaba sometida. Esta propiedad varia mucho en
los diferentes materiales que existen.

14. Esto es lo contrario de la elasticidad. Un material
completamente plástico es aquel que no asegura sus
dimensiones originales al suprimir la carga que ocasionó la
deformación.

15. Una barra de acero de 50mm de diámetro y 2m de longitud, se envuelve
con un cascaron de hierro fundido d 5mm de espesor. Calcula fuerza P,
que es preciso aplicar para producir un acotamiento de 1mm de longitud
de 2m de la barra.
Σ (Fuerzas y)
Pac + Ph= P
Sabiendo que la deformación viene dada por:
X = P.L/A.E → Ph = X.Ah.Eh / LT = 5mm
Di=50mm ; DC= 50mm+2.t ; De = 60mm
Ah= TT/4 (DE2-Di2)
Ah=863,938mm2 ; longitud 2m → L = 2000mm
Ph = 36285KN Fuerza necesaria para acortar la barra de acero y cascaron
de hierro de 1 mm es: P = 239507KN

16. Fatiga:
• Efecto Generado en el material debido a la aplicación de cargas
dinámicas cíclicas.
• Los Esfuerzos son variables, alternantes o fluctuantes.

17. o El materia es sometidos a esfuerzos repetidos, probeta de
viga giratoria.
o Ciclos: cantidad de giros que se realiza a la probeta con
aplicación de carga.
o Medio Ciclo: N= 1/2 implica aplicar la carga, suprimir la
carga y girar la probeta 180°
o Un Ciclo: N=1 implica aplicar y suprimir la carga
alternativamente en ambos sentido.

18. o Se aplica a una probeta una carga media especificada y
una carga alternativa, y se registra el numero de ciclos
requeridos para producir un fallo.
o Por lo general, el ensayo se repite con idénticas probetas y
varias cargas fluctuantes.
o La carga se disminuye gradualmente a medida que
aumenta los ciclos.

19. o S: Amplitud del esfuerzo cíclico desarrollado.
o N: logaritmo del numero de ciclos hasta la rotula.
o Al aumentar N, la cuerva tiende hacer horizontal, a esta
altura se encuentra el limite de Resistencia a la Fatiga en
aceros y algunas aleaciones de titanio. Por debajo de este
valor no ocurrirá falla por fatiga.

23. Es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento
sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma
mecánico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde
una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible
encontrarla en situaciones diversas.

24. Para realizar la deducción de una expresión que nos permita hallar
la distribución de esfuerzos cortantes en una sección transversal
debido a un momento torsor aplicado en ella, a sumiremos lo
siguiente:
o Las secciones circulares permanecen como tales.
o Las secciones transversales se mantienen planas, sin alabearse.
o Las líneas radiales permanecen rectas aun después de la
deformación.
o El eje esta sometido a la acción de pares torsores.
o Las deformaciones producidas ocurren en el rango elástico del
material.