El documento describe los conceptos fundamentales de esfuerzo y deformación en ingeniería mecánica. Explica que el esfuerzo se define como la fuerza por unidad de área aplicada a un material y la deformación como el cambio de forma del material debido al esfuerzo. También define conceptos clave como elasticidad, plasticidad, módulo de Young y los diferentes estados de esfuerzo. Concluye explicando el comportamiento elástico y plástico de los materiales bajo carga.

1. Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión- Porlamar
ESFUERZO Y DEFORMACION
Bachiller:
Luna Rosangelica
C.I: 22.996.737
7mo Semestre
Ing. Industrial
Porlamar abril 2014

2. La mejor manera de entender el comportamiento mecánico de un
material es someterlo a una determinada acción (una fuerza) y medir su
respuesta (la deformación que se produzca). De este procedimiento se
deducen las características acción – respuesta del material. Debido a
que la fuerza y la deformación absolutas no definen adecuadamente
para efectos comparativos las características de un material, es
necesario establecer la relación entre el esfuerzo y la deformación
unitaria. Esfuerzo se refiere a la causa de una deformación, y
deformación se refiere al efecto de la deformación. La fuerza
descendente F causa el desplazamiento x. Por tanto, el esfuerzo es la
fuerza; la deformación es la elongación.
Introducción

3. El esfuerzo
se define 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: intensivo, compresivo y corte.
Esta 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.
ESFUERZO Y DEFORMACION

4. 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.
También la deformación es una razón o número no dimensional, y es, por lo
tanto, la misma sin importar las unidades expresadas su cálculo se puede
realizar mediante la siguiente expresión:
e = e / L (14)

5. Elasticidad
Es aquella propiedad de un material por
virtud de la cual las deformaciones causadas
por el esfuerzo desaparecen al removérsele.
Un cuerpo perfectamente elástico se
concibe como uno que recobra
completamente su forma y sus dimensiones
originales al retirarse el esfuerzo.

6. Es aquella propiedad que permite al
material sobrellevar deformación
permanente sin que sobrevenga la ruptura.
Las deformaciones plásticas son causadas
por deslizamientos inducidos por esfuerzos
cortantes.
Plasticidad

7. La resistencia a la compresión es el
máximo esfuerzo de compresión que un
material es capaz de desarrollar. Con un
material quebradizo que falla en
compresión por ruptura, la resistencia a
la compresión posee un valor definido.
En el caso de los materiales que no
fallan en compresión por una fractura
desmoronante (materiales dúctiles,
maleable o semiviscoso), el valor
obtenido para la resistencia a la
compresión es un valor arbitrario que
depende del grado de distorsión
considerado como falla efectiva del
material.
Comprensión

8. La rigidez tiene que ver con la deformabilidad relativa de un material bajo
carga. Se le mide por la velocidad del esfuerzo con respecto a la deformación.
Mientras mayor sea el esfuerzo requerido para producir una deformación dada,
más rígido se considera que es el material.
Bajo un esfuerzo simple dentro del rango proporcional, la razón entre el
esfuerzo y la deformación correspondiente es denominada módulo de
elasticidad (E). Existen tres módulos de elasticidad: el módulo en tensión, el
módulo en compresión y el módulo en cortante. Bajo el esfuerzo de tensión,
esta medida de rigidez se denomina módulo de Young; bajo corte simple la
rigidez se denomina módulo de rigidez.
Rigidez

9. Ley de elasticidad de Hooke
Es originalmente formulada para casos del estiramiento longitudinal,
establece que el alargamiento unitario que experimenta un material
elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada
Siendo el alargamiento, la longitud original, : módulo de Young, la sección
transversal de la pieza estirada. La ley se aplica a materiales elásticos hasta un límite
denominado límite elástico.

10. Los estados de esfuerzo se clasifican en: uniaxial, biaxial y triaxial, en
función de que dos, uno ó ninguno de los esfuerzos principales sea cero.
•Estado de esfuerzos uniaxial: Sólo existe un esfuerzo principal. La figura
geométrica que lo representa es un par de flechas de igual magnitud y
sentidos opuestos.
•Estado de esfuerzos biaxial: Sólo existen dos esfuerzos principales, por
ejemplo σ1 y σ2.
•Estado de Esfuerzos Triaxial: Los esfuerzos triaxiales son los comunes
en la naturaleza y se subdividen en poliaxiales, axiales e hidrostáticos.
Estado de Esfuerzo Poliaxial.- σ1 > σ2 > σ3.
Clases de estados de esfuerzo

11. Los estudios de la mecánica de suelos radica en el hecho de que si se
sobrepasan los límites de la capacidad resistente del suelo o si, aún sin
llegar a ellos, las deformaciones son considerables, se pueden producir
esfuerzos secundarios en los miembros estructurales, quizás no tomados
en consideración en el diseño, produciendo a su vez deformaciones
importantes, fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden producir, en
casos extremos, el colapso de la obra o su inutilización y abandono.
Importancia de Esfuerzo y Deformación

12. Ejercicio 1

13. Ejercicio 2

14. Ejercicio 3

15. Conclusión
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 eliminar la 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.