Este documento trata sobre los conceptos fundamentales de esfuerzo, deformación, torsión y flexión en ingeniería mecánica. Define esfuerzo como la fuerza por unidad de área y distingue entre esfuerzo normal y cortante. Explica que la deformación mide el cambio de longitud relativo bajo una fuerza axial y la elasticidad como la capacidad de un material de recuperar su forma original. Además, describe los diferentes tipos de torsión como uniforme, no uniforme y mixta, y define la flexión como la deformación perpendicular al

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN PORLAMAR
Autor: Evelio José Vásquez Cedeño
CI: 16.930.988
Prof: Julián Carneiro
Porlamar, Mayo 2013

2. Las industrias son los principales consumidores en el país. Es por ello que el
uso de materia prima calificada es de gran importancia, ya que son utilizados
para la fabricación de sus productos. Entre las industrias mas importantes son
las siderúrgicas que son los encargados de la fabricación de los diferentes
metales. La vida de estas empresas se deben a la mayor calidad de sus
productos, debido a la resistencia a esfuerzos y deformaciones. Es por tal motivo
que para conocer mas a fondo las propiedades de estos metales hablaremos de
los es fuerzo y deformaciones a que son sometidos y los tipos de torsión mas
comunes como también la flexión del metal

3. 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.
ζ = P/A
Dónde: P≡ Fuerza axial;
A≡ Área de la sección transversal.
Cabe destacar que la fuerza empleada en la ec. 1 debe ser perpendicular al área
analizada y aplicada en el centroide del área para así tener un valor de σ constante que se
distribuye uniformemente en el área aplicada. La ec. 1 no es válida para los otros tipos de
fuerzas internas1; existe otro tipo de ecuación que determine el esfuerzo para las otras
fuerzas, ya que los esfuerzos se distribuyen de otra forma.

4. 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 espequeña por lo que se emplean
múltiplos como él 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.
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.
Para conocer las propiedades de los materiales, se efectúan ensayos para medir su
comportamiento en distintas situaciones. Estos ensayos se clasifican en destructivos y no
destructivos. Dentro de los ensayos destructivos, el más importante es el ensayo de
tracción. La curva Esfuerzo real - Deformación real (denominada frecuentemente, curva de
fluencia, ya que proporciona el esfuerzo necesario para que el metal fluya plásticamente
hacia cualquier deformación dada), muestra realmente lo que sucede en el material.

5. El esfuerzo normal (esfuerzo axil o axial) es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones
perpendiculares (normales) a la sección transversal de un prisma mecánico. Este tipo de
solicitación formado por tensiones paralelas está directamente asociado a la tensión normal.
Dada una sección transversal al eje longitudinal de una viga o pilar el esfuerzo normal es
la fuerza resultante de las tensiones normales que actúan sobre dicha superficie. Si
consideramos un sistema de coordenadas cartesianas en que el eje X esté alineado con el
eje recto de la viga, y los ejes Y y Z estén alineados con las direcciones principales de
inercia de la sección el tensor de tensiones ([T] xyz) y el esfuerzo normal (Nx) vienen
dados por:

6. El esfuerzo cortante, de corte, de cizalla o de cortadura es el esfuerzo interno o resultante de
las tensiones paralelas a la sección transversal de un prisma mecánico como por ejemplo
una viga o un pilar. Se designa variadamente como T, V o Q
Se define como la relación entre la fuerza y el área a través de la cual se produce el
deslizamiento, donde la fuerza es paralela al área. El esfuerzo cortante (η) se calcula como
Esfuerzo cortante = fuerza / área donde se produce el deslizamiento
η = F / A
Dónde:
η: es el esfuerzo cortante
F: es la fuerza que produce el esfuerzo cortante
A: es el área sometida a esfuerzo cortante

7. 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. El análisis de las
deformaciones se relaciona con los cambios en la forma de la estructura que generan las
cargas aplicadas.1 Fuerza cortante, momento flector y momento torsor.
Una barra sometida a una fuerza axial de tracción aumentara su longitud inicial; se
puede observar que bajo la misma carga pero con una longitud mayor este aumento o
alargamiento se incrementará también. 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
(Ec. 2)

8. Es aquella debida a la aplicación de una carga axial F y se basa en la ley de Hooke.
δ=Alargamiento
ε= Deformación o alargamiento unitario

9. Cuando un objeto se somete a fuerzas externas, sufre cambios de tamaño o de forma, o de
ambos. Esos cambios dependen del arreglo de los átomos y su enlace en el material.
Cuando un peso jala y estira a otro y cuando se le quita este peso y regresa a su tamaño
normal decimos que es un cuerpo elástico.
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.

10.  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.
 La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la
pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por las dos curvas. En
lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de él (ver torsión
geométrica.

11. Torsión uniforme (Torsión pura o de Saint Venant): en este tipo de torsión las secciones
no alabean y si lo hacen es el mismo en todas las secciones transversales. Las únicas
tensiones que se generan en la barra son tensiones tangenciales.
Torsión no uniforme (Torsión por alabeo): la sección debe alabear. Si en alguna sección
de la barra (por ejemplo en el apoyo) está restringido el alabeo ó el momento torsor no es
constante a lo largo de la barra; entonces el alabeo de las secciones de la barra no es el
mismo y se producen deformaciones relativas en sentido longitudinal (cambia la distancia
entre puntos correspondientes de dos secciones que no alabean lo mismo) por lo que
aparecen tensiones normales y las correspondientes tensiones tangenciales que son
adicionales a las de Saint Venant.
Torsión mixta: en una viga sometida a torsión, el momento externo en una sección es
equilibrado por las tensiones originadas por la torsión pura y las originadas por la torsión
no uniforme. Las primeras están presentes siempre y las segundas cuando la forma
seccional alabea y, o bien existe alguna restricción al alabeo en alguna sección o el
momento torsor es variable a lo largo de la viga. Cuando existen los dos tipos de torsión
decimos que hay torsión mixta.

12. se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado
en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando
una dimensión es dominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que están
diseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se
extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.
El rasgo más destacado es que un objeto sometido a flexión presenta una superficie de
puntos llamada fibra neutra tal que la distancia a lo largo de cualquier curva contenida en
ella no varía con respecto al valor antes de la deformación. El esfuerzo que provoca la
flexión se denomina momento flector.

13. Se dice que la Flexión es Simple cuando la deformada del eje de la barra es una
curva contenida en el plano de las solicitaciones. Si el plano de las solicitaciones pasa
por uno de los ejes principales de inercia de la sección transversal, entonces la
Flexión se denomina Simple ó Plana.

14.  La Flexión Compuesta ocurre, como ya se
señalo, cuando adicionalmente al Momento
Flector existe un Esfuerzo Normal actuante en
la Sección.

15. Para concluir es de gran importancia de conocer y manejar estas
definiciones de forma clara. Ya que como ingenieros debemos conocer las
propiedades como la resistencia en cuanto a su torsión y flexión . Que nos
servirá en un el futuro para las fabricación de los diferentes implementos.