La deformación es el cambio de tamaño o forma de un cuerpo debido a fuerzas internas o externas. Existen dos tipos principales de deformación: elástica, que es reversible, y plástica, que es permanente. La torsión ocurre cuando se aplica un momento alrededor del eje longitudinal de un elemento, lo que causa tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal y posibles alabeos. El esfuerzo mide la fuerza por unidad de área y se utiliza para comparar la resistencia de los materiales.
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3. Deformación
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.
4. 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
5. Donde s es la longitud inicial de la zona en estudio y s'
la longitud final o deformada. Es útil para expresar los
cambios de longitud de un cable o un prisma
mecánico. En la Mecánica de sólidos deformables la
deformación puede tener lugar según diversos modos
y en diversas direcciones, y puede además provocar
distorsiones en la forma del cuerpo, en esas
condiciones la deformación de un cuerpo se puede
caracterizar por un tensor (más exactamente un campo
tensorial) de la forma:
7. Deformación plástica, irreversible o permanente
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.
8. Deformación elástica, reversible o no permanente
El cuerpo recupera su forma original al retirar
la fuerza que le provoca la deformación. En
este tipo de deformación, el sólido, al variar su
estado tensional y aumentar su energía interna
en forma de energía potencial elástica, solo
pasa por cambios termodinámicos reversibles
9. Desplazamiento
Cuando un medio continuo se deforma, la posición de sus
partículas materiales cambia de ubicación en el espacio. Este
cambio de posición se representa por el llamado vector
desplazamiento, u = (ux, uy, uz). No debe confundirse
desplazamiento con deformación, porque son conceptos
diferentes aunque guardan una relación matemática
entre ellos:
10. Energía de deformación
La deformación es un proceso termodinámico
en el que la energía interna del cuerpo acumula
energía potencial elástica. A partir de unos
ciertos valores de la deformación se pueden
producir transformaciones del material y parte
de la energía se disipa en forma de plastificado,
endurecimiento, fractura o fatiga del mate
11. Carga Axial
Se puede decir que carga axial es
aquella que aparece como resultante
de un sistema de cargas, misma que
transcurre por el eje centroidal de la
sección del elemento cargado, ya sea
en tensión o compresión
13. Esfuerzo
El esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de área.
Existen tres clases básicas de esfuerzos: tensivo, compresivo y
corte. El esfuerzo se computa sobre la base de las dimensiones
del corte transversal de una pieza antes de la aplicación de la
carga, que usualmente se llaman dimensiones originales
14. La idea y necesidad del concepto de 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 común
de referencia
15. Unidades Utilizadas
El esfuerzo utiliza unidades de fuerza sobre unidades de área, en el
sistema internacional
La fuerza es en Newton (N)
El área en metros cuadrados (m2)
El esfuerzo se expresa por N/m2 o pascal (Pa).
Particularmente en Venezuela la unidad más empleada es el
kgf/cm 2 para denotar los valores relacionados con el esfuerzo
16. Elementos de diagrama esfuerzo – deformación
En un diagrama se observa un tramo
recta inicial hasta un punto
denominado límite de
proporcionalidad. Este límite tiene
gran importancia para la teoría de los
sólidos elásticos, ya que esta se basa
en el citado límite. Este límite es el
superior para un esfuerzo admisible
17. Los puntos importantes del diagrama de esfuerzo deformación son:
1. Límite de proporcionalidad:
2. Limite de elasticidad:
3. Punto de cedencia:
4. Esfuerzo último:
5. Punto de ruptura:
18. Límite de proporcionalidad: hasta
este punto la relación entre el
esfuerzo y la deformación es lineal
limite de elasticidad: más allá de este
límite el material no recupera su forma
original al ser descargado, quedando
con una deformación permanente
19. Punto de cedencia: aparece en el
diagrama un considerable alargamiento
o cedencia sin el correspondiente
aumento de carga. Este fenómeno no se
observa en los materiales frágiles;
Esfuerzo último: máxima
ordenada del diagrama esfuerzo –
deformación;
26. Torsión
En ingeniería, torsión 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.
27. Torsión
El estudio general de la torsión es complicado porque
bajo ese tipo de solicitación la sección transversal de
una pieza en general se caracteriza por dos fenómenos:
1.Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la
sección transversal. Si estas se representan por un
campo vectorial sus líneas de flujo "circulan"
alrededor de la sección.
28. Torsión
2. Cuando las tensiones anteriores no están
distribuidas adecuadamente, cosa que sucede
siempre a menos que la sección tenga simetría
circular, aparecen alabeos seccionales que hacen
que las secciones transversales deformadas no
sean planas.
