El documento describe los conceptos de esfuerzo, deformación y su relación según la ley de Hooke. Define esfuerzo como la fuerza por unidad de área y deformación como el cambio en longitud bajo una carga. Explica que hasta cierto límite, los materiales se deforman elásticamente recuperando su forma original, mientras que más allá de ese límite se produce deformación plástica. Finalmente, establece que la pendiente de la curva de esfuerzo-deformación representa el módulo de elasticidad, una medida de la rigidez

1. Instituto Universitario Politécnico
Santiago Mariño
Extensión Porlamar
Escuela de Ing. Industrial
ESFUERZO Y DEFORMACIÓN
Realizado Por:
Angel Marin
C.I: 25.352.172

2. 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 una base común de referencia
𝜎 = 𝐴
𝑃 Donde P= Fuerza axial
A= Área de la sección transversal

3. Unidades de esfuerzo
El esfuerzo utiliza unidades de fuerza sobre unidades de área, en el sistema
internacional (SI) la fuerza es en Newton (N) y el área en metros cuadrados
(m2), el esfuerzo se expresa por N/m2 o pascal (Pa). Esta unidad es
pequeña por lo que se emplean múltiplos como el es el kilopascal (kPa),
megapascal (MPa) o gigapascal (GPa). En el sistema americano, la fuerza es
en libras y el área en pulgadas cuadradas, así el esfuerzo queda en libras
sobre pulgadas cuadradas (psi). Particularmente en Venezuela la unidad más
empleada es el kgf/cm2 para denotar los valores relacionados con el
esfuerzo

4. Tipos de esfuerzo
-Esfuerzo de tracción
Es cuando una estructura esta sometida a dos fuerzas o cargas
de sentido opuesto que tienden a deformar la estructura por
alargamiento.

5. -Esfuerzo de flexión
Es cuando una estructura esta sometida a un esfuerzo que sufre
dos fuerzas o cargas de sentido opuesto que tienden a deformar
la estructura por aplastamiento.
Es cuando una estructura es sometida a fuerzas o cargas
que tienden a doblar la estructura.
-Esfuerzo de compresión

6. -Esfuerzo de torsión
Es cuando una estructura recibe dos fuerzas o cargas
que tienden a retorcer la estructura.
-Esfuerzo cortante
Es cuando una estructura es sometida a un esfuerzo o carga opuesta que
tienden a romper o cortar la estructura

7. Deformación
Se refiere a los cambios en las dimensiones de un miembro estructural cuando
este se encuentra sometido a cargas externas, todo miembro sometido a estas
cargas externas se deforma debido a la acción de esas fuerzas controlar. El
análisis de las deformaciones se relaciona con los cambios en la forma de la
estructura que generan las cargas aplicadas.
Por ello definir la deformación (ε) como el cociente entre el alargamiento δ y
la longitud inicial L, indica que sobre la barra la deformación es la misma
porque si aumenta L también aumentaría δ. Matemáticamente la deformación
sería
𝜀 =
𝛿
𝐿
𝛿 = Deformación total
𝐿 = Longitud inicial
𝜀 = Deformación unitaria

8. Tipos de deformación
-Elasticidad
Es la propiedad que permite regresar a su tamaño y formas
originales, al suprimir la carga a la que estaba sometido.
-Plasticidad
Es todo lo contrario a elasticidad. Es aquel material que no
regresa a sus dimensiones originales al suprimir la carga que
ocasiono la deformación.
-Ductilidad
Es la propiedad que permite a un material experimentar
deformaciones plásticas al ser sometido a una fuerza de tensión

9. Diagrama esfuerzo - deformación
En un diagrama se
observa un tramo o
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

10. Limite de proporcionalidad
Es un segmento de recta rectilíneo de donde se deduce la tal conocida
relación de proporcionalidad entre la tensión y la deformación.
Enunciada en el año 1678 por Robert Hooke
Limite de elasticidad
Es la tensión más allá del cual el material no recupera totalmente su forma
original al ser descargado, sino que queda con una deformación residual
llamada deformación permanente.
Punto de fluencia
Es aquel donde en el aparece un considerable alargamiento o fluencia
del material sin el correspondiente aumento de carga que, incluso,
puede disminuir mientras dura la fluencia.

11. Esfuerzo máximo
Es la máxima ordenada en la curva esfuerzo-deformación
Punto de cadencia
aparece en el diagrama un considerable alargamiento o cadencia sin el
correspondiente aumento de carga. Este fenómeno no se observa en los
materiales frágiles
Punto de ruptura
cuanto el material falla

12. Ley de Hooke
la línea recta indica que la deformación es directamente
proporcional al esfuerzo en el tramo elástico, este principio es
conocido como la ley de Hooke. 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.
E = 𝜎
𝜀
Pero fue Thomas Young que en el año 1807introdujo la
expresión matemática con una constante de
proporcionalidad llamada Módulo de Young
𝜎 = E 𝜀

13. Robert Hooke
Físico y astrónomo inglés. Aunque
principalmente es conocido por
sus estudios sobre la elasticidad,
fueron notables asimismo sus
descubrimientos astronómicos y
sus aportaciones a la biología.
formuló la ley de la elasticidad
que lleva su nombre, que
establece la relación de
proporcionalidad directa entre
el estiramiento sufrido por un
cuerpo sólido y la fuerza
aplicada para producir ese
estiramiento.

14. Thomas Young
Científico británico. Nacido en el seno de
una familia de cuáqueros, estudió
medicina en Londres (1792), Edimburgo y
Gotinga, donde se graduó. En 1797 pasó a
ocupar una cátedra en la Universidad de
Cambridge. De allí marchó a Londres
(1799). En 1801-02 fue catedrático de
filosofía natural de la "Royal Institución";
a pesar de ello, hasta 1814 siguió
ejerciendo la medicina.

15. Ejercicios

20. 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.
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.
La deformación elástica obedece a la Ley de Hooke La constante de
proporcionalidad E llamada módulo de elasticidad o de Young, representa la
pendiente del segmento lineal de la gráfica Esfuerzo - Deformación, y puede ser
interpretado como la rigidez, o sea, la resistencia del material a la deformación
elástica. En la deformación plástica la Ley de Hooke deja de tener validez.
Resumen