Este documento describe los conceptos de esfuerzo y deformación en ingeniería. Define esfuerzo como la fuerza interna distribuida por unidad de área y deformación como el cambio de forma de un cuerpo debido a una fuerza. Explica los diferentes tipos de esfuerzos como tracción, compresión, corte, flexión y torsión. También describe la curva de esfuerzo-deformación y los conceptos de deformación elástica y plástica.

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
I.U.P “Santiago Mariño”
Extensión- Porlamar
Realizado:
David Farias
CI: 21325527
SECCION S1
Esfuerzo y Deformación
Porlamar Octubre de 2014

2. INTRODUCCION
Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de deformarse en el sentido de
aplicación de la fuerza. En el caso del ensayo de tracción, la fuerza se aplica en dirección
del eje de ella y por eso se denomina axial. Aunque el esfuerzo y la deformación ocurren
simultáneamente en el ensayo, los dos conceptos son completamente distintos. La curva
usual Esfuerzo - Deformación (llamada también convencional, tecnológica, de ingeniería o
nominal), expresa tanto el esfuerzo como la deformación en términos de las dimensiones
originales de la probeta, un procedimiento muy útil cuando se está interesado en determinar
los datos de resistencia y ductilidad para propósito de diseño en ingeniería.

3. ESFUERZO Y DEFORMACIÓN
El Esfuerzo: se define aquí como la intensidad de
las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten
un cambio en la forma de un cuerpo. 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.
La Deformación: se define como el cambio de
forma de un cuerpo, el cual se debe al esfuerzo, al cambio
térmico, al cambio de humedad o a otras causas. En
conjunción con el esfuerzo directo, la deformación se
supone como un cambio lineal y se mide en unidades de
longitud. En los ensayos de torsión se acostumbra medir la
deformación cómo un ángulo de torsión (en ocasiones
llamados detrusión) entre dos secciones especificadas.
Clasificación de los esfuerzos:
 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 negatia. Las fibras se acortan.
 Normal al plano que contiene el eje longitudinal:
 Cortadura. Tiende a cortar las piezas mediante desplazamiento de las secciones
afectadas.
 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.

4. 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.
Diagrama Esfuerzo – 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 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 presentan un alargamiento bajo cuando llegan al punto de rotura.

5. 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.
Los puntos importantes del diagrama de esfuerzo deformación son:
a. 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;
b. 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;
c. esfuerzo último: máxima ordenada del diagrama esfuerzo – deformación;
d. Punto de ruptura: cuanto el material falla.
Dado que el límite de proporcionalidad, elasticidad y punto de cedencia están tan
cerca se considera para la mayoría de los casos como el mismo punto. De manera que el
material al llegar a la cedencia deja de tener un comportamiento elástico y la relación lineal
entre el esfuerzo y la deformación deja de existir (Beer y Johnston, 1993; Popov, 1996;
Singer y Pytel, 1982).
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.
ESFUERZOS QUE SOPORTAN LOS ELEMENTOS QUE COMPONEN LAS
ESTRUCTURAS
Al construir una estructura se necesita tanto un diseño adecuado como unos elementos que
sean capaces de soportar las fuerzas, cargas y acciones a las que va a estar sometida. Los
tipos de esfuerzos que deben soportar los diferentes elementos de las estructuras son:

6.  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.
 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.
 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.

7.  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.
Deformaciones elástica y plástica:
Tanto para la deformación unitaria como para el tensor deformación se puede descomponer
el valor de la deformación en:
 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.
 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.

8. CONCLUSION
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 eliminarla 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. EL comportamiento
general de los materiales bajo carga se puede clasificar como dúctil o frágil según que el
material muestre o no capacidad para sufrir deformación plástica. Los materiales dúctiles
exhiben una curva Esfuerzo -Deformación que llega a su máximo en el punto de resistencia
a la tensión. En materiales más frágiles, la carga máxima o resistencia a la tensión ocurre en
el punto de falla. En materiales extremadamente frágiles, como los cerámicos, el esfuerzo
de fluencia, la resistencia a la tensión y el esfuerzo de ruptura son iguales.

9. Bibliografía
www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/palmira/5000155/.../2_5.htm
www.uclm.es/area/ing_rural/calculoestructuras/temas/tema1.pd
webdelprofesor.ula.ve/arquitectura/jorgem/principal/guias/esfdef.pdf
www.monografias.com › Ingeniería