Este documento presenta una introducción a las teorías de falla para elementos de máquinas. Define falla y distingue entre materiales dúctiles y frágiles. Explica modos comunes de falla como fluencia y fractura. Luego describe teorías de falla fenomenológicas como la teoría de Von-Mises, esfuerzo cortante máximo y esfuerzo normal máximo. Finalmente, discute criterios para aplicar estas teorías y el uso de ecuaciones para verificar elementos sometidos a esfuerzos combinados.

1. Integrante
Juan carlos Arteaga.
C.I: 10205806
06 de Marzo del 2016
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR
UNIVERSITARIA
I.U.P “SANTIAGO MARIÑO”
ELEMENTO DE MAQUINAS

2. INTRODUCCIÒN
Para establecer una teoría de falla cualquiera, es condición definir
claramente lo que se entiende por falla, dentro de tal teoría. En términos
generales no existe una definición exacta del concepto de falla; pero
puede significar el principio del comportamiento inelástico del material o
el momento de la ruptura del mismo, por así decirlo. Aceptando una
teoría en la que la resistencia del material este expresada en términos
del esfuerzo cortante máximo que resiste dicho material puede
establecer el momento en que ocurre la falla estudiando la curva de
esfuerzo cortante- deformaciones angulares. Los criterios de falla que se
han presentado en pasado podrían clasificarse primeramente en dos
grupos, el que utiliza criterios dinámicos; es decir. Que refiere la
condición de falla a esfuerzos actuantes y el que utiliza criterios
cinemáticas, en los que la falla se define en términos de las
deformaciones producidas. Actualmente, las Teorías de Falla mas
usadas siguen criterios dinámicos y las correspondientes al segundo
grupo no gozan de gran predicamento. Estas son algunas de las fallas
de tipo cinemática que están dentro del primer grupo.

3. DEFINICIÒN DE
FALLAS

4. MODO DE FALLAS

5. AGENTE DE FALLAS

6. MATERIALES VS FALLAS
Dos tipos de fallas mecánica de ocurrencia
común en los materiales son la fluencia y la
fractura.
• La fluencia o deformación permanente es el
desplazamiento pronunciado a lo largo de
ciertos planos en el material. Tiene lugar sin
ruptura.
• La fractura es una falla por separación que
ocurre sobre una sección transversal normal al
esfuerzo de tensión.

7. MATERIALES VS FALLAS

8. TIPOS DE MATERIALES
• Un material dúctil Cuando de un material se dice que es dúctil será
porque el mismo es fácil de deformarse, moldearse, malearse o
extenderse con gran facilidad.
La ductilidad, por su lado, será la propiedad de aquellos materiales, los
cuales, bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sin por ello
llegar a romperse. Entonces, estos materiales que como dijimos
pueden ser ciertos metales o asfaltos se clasificarán como dúctiles. Por
el contrario, los materiales que no presentan la mencionada capacidad
de deformarse sin llegar a romperse por ello se conocen como frágiles.

9. TIPOS DE MATERIALES
• Un material frágil es la capacidad de un material de
fracturarse con escasa deformación. Por el contrario, los
materiales dúctiles o tenaces se rompen tras sufrir acusadas
deformaciones, generalmente de tipo plásticas. La fragilidad es
lo contrario de la tenacidad y tiene la peculiaridad de absorber
relativamente poca energía, a diferencia de la rotura dúctil.

10. TEORÌAS TENOMENOLÒGICA DE
FALLA PARA CARGA ESTÀTICA
• Teoría de falla por esfuerzo normal máximo
• Teoría de falla por esfuerzo constante máximo
• Teoría de falla por energía deformación normal máxima
• Teoría de falla por energía de distorsión máxima (Von-
Mises-Hencky)
• Teoría de deformación total

11. Teoría de Von- Mises o falla por
energía de distorsión máxima
Estable que:
La falla ocurrirá en la parte compleja cuando la energía
distorsión por volumen unitario exceda una prueba de
tensión simple en la falla
La energía de distorsión asociada con la fluencia es:

12. Eclipse de la energía de
distorsión máxima

13. Teoría del esfuerzo
cortante máximo
Establece que:
La falla ocurre cuando el esfuerzo cortante máximo en una
pieza excede el esfuerzo cortante en una probeta a tensión
en el punto de fluencia (la mita del limite de fluencia elástico
a tención)
Factor de seguridad:

14. Teoría de falla por esfuerzo normal máximo
Establece que:
La falla ocurrir cuando el esfuerzo normal en la probeta llegue a
cierto limite de resistencia normal como el limite fluencia elástico a
tensión o la resistencia máxima a tensión
Factor de seguridad:

15. Teoría de Coulomb
Morh
En laboratorio una muestra del material se conforma como una viga
en rotación a la cual se aplica un momento flector puro, de forma que
el esfuerzo varía de tensión máxima a compresión máxima.
• Materiales uniforme: son los que tienen tendencia a tener una
resistencia a compresión igual a la resistencia de tensión
• Materiales no uniforme: son los materiales que tienen una
resistencia mucho mayor a la compresión de tensión

16. Teoría de Mohr modificada

17. Criterios de las teorías de
fallas
CRITERIO DE FALLA DE LA MAXIMA TENSION NORMAL (o Teoría
de Rankine)
Quizás el más simple de los criterios es aquel en que se espera la
falla cuando la mayor de las tensiones principales alcanza la
resistencia uniaxial del material. Como esta aproximación ha tenido
gran suceso en la predicción de la fractura de materiales frágiles
debería ser considerado como un criterio de fractura distinguiéndolo
del criterio de fluencia.
CRITERIO DE FALLA DE LA MAXIMA TENSION DE CORTE
La fluencia de materiales dúctiles, normalmente ocurre cuando la
máxima tensión de corte en cualquier plano alcanza un valor crítico,el
cual es una propiedad del material .

18. Criterios de las teorías de
fallas
CRITERIO DE FALLA DE LA MAXIMA ENERGIA DE DISTORSION.
(también conocido como teoría de Hubert-Mises-Hencky)
Este es otro criterio comúnmente empleado para metales dúctiles, y dice
que el principio de fluencia se produce cuando la energía de distorsión
alcanza un valor crítico.
LAS TENSIONES HIDROSTÁTICAS Y EL CRITERIO DE LA MÁXIMA
TENSIÓN DE CORTE Consideremos el caso especial de un estado
tensional en el que las tensiones principales son todas iguales: o1 = o2 =
o3 = oh.

19. Aplicación Teorías de Falla.
Hasta aquí el tema ha sido expuesto considerando que sobre el elemento
sometido a un estado de tensiones combinado (circunstancia que genera
dudas respecto a su condición de resistencia), actúan tensiones principales.
Mediante distintas hipótesis comparamos dicho estado de tensiones
combinado, con la capacidad del mismo material en un ensayo de tracción
simple al momento de la falla, tomando como dato la tensión si fuera dúctil o la
rot si fuera frágil.
Desde el punto de vista del dimensionamiento o de la verificación,
normalmente lo que pretendemos es que con sus dimensiones el elemento en
estudio sea capaz de resistir los esfuerzos a los que va a ser sometido, con un
cierto grado de seguridad.
Para ello lo que se hace es tomar como referencia un valor admisible como
valor máximo para las tensiones (en lugar del valor de falla); es decir, tomar
como tensión de comparación. En determinadas circunstancias, puede resultar
conveniente disponer de ecuaciones donde el estado de tensiones combinado.

20. HIPÓTESIS DE LAS ECUACIONES A UTILIZAR

21. Figura. Bloque con esfuerzos unitarios.
IMAGENES

22. EJEMPLO DE EJERCICIO DE
FALLAS DE MAQUINAS.

23. GRACIAS ….