capitulos i ii iii

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
POLITÉCNICO SANTIAGO MARIÑO
EXTENSIÓN- PORLAMAR

2.  ESFUERZO
 Las fuerzas internas de un elemento estan ubicadas dentro del materias por lo que se
distribuyen en toda el area; justamente se denomina esfuerzo a la fuerza por la unidad de
area, la cual se denota con la letra griega sigma, y es un parametro que permite comparar
la resistencia de dos materiales, ya que establece una base comun de referencia

3.  Transformaciones de esfuerzos
 En un cuerpo sometido a fuerzas, se considerará dos
secciones planas diferentes que contengan a un mismo
punto y para las cuales las normales sean n y n`; se verá
que los dos conjuntos de esfuerzos serán en general
diferentes, esta diferencia constituye la ida subyacente de
lo que se llama transformación de esfuerzos. para
entender esto debemos preguntarnos cómo dependen los
esfuerzos de la orientación del plano que pasa por un
mismo punto en común; se usará el concepto de
equilibrio para desarrollar las relaciones entre los
esfuerzos que actúan en plano diferentes que pasan por
el punto citado.

4.  MÁQUINA PARA ENSAYO DE TRACCIÓN
 Cuando en este cálculo se emplea el área inicial de la probeta, el
esfuerzo resultante se denomina esfuerzo nominal (esfuerzo
convencional o esfuerzo de ingeniería. Se puede calcular un valor más
exacto del esfuerzo axial, conocido como esfuerzo real.
 La deformación unitaria axial media se determina a partir del
alargamiento medido "d "entre las marcas de calibración, al dividir d
entre la longitud calibrada L0. Si se emplea la longitud calibrada inicial
se obtiene la deformación unitaria nominal (e ).
 Después de realizar una prueba de tensión y de establecer el esfuerzo y
la deformación para varias magnitudes de la carga, se puede trazar
un diagrama de esfuerzo contra deformación. Tal diagrama es
característico del material y proporciona información importante acerca
de las propiedades mecánicas y el comportamiento típico del material.


5.  Curva tensión-deformación
 En el ensayo se mide la deformación (alargamiento) de la probeta entre dos puntos fijos
de la misma a medida que se incrementa la carga aplicada, y se representa gráficamente
en función de la tensión (carga aplicada dividida por la sección de la probeta). En general,
la curva tensión-deformación así obtenida presenta cuatro zonas diferenciadas:
 Deformaciones elásticas: Las deformaciones se reparten a lo largo de la probeta, son de
pequeña magnitud y, si se retirara la carga aplicada, la probeta recuperaría su forma
inicial. El coeficiente de proporcionalidad entre la tensión y la deformación se denomina
módulo de elasticidad o de Young y es característico del material.
 Fluencia o cedencia. Es la deformación brusca de la probeta sin incremento de la carga
aplicada. El fenómeno de fluencia se da cuando las impurezas o los elementos
de aleación bloquean las dislocaciones de la red cristalina impidiendo su deslizamiento,
mecanismo meDeformaciones plásticas: si se retira la carga aplicada en dicha zona, la
probeta recupera sólo parcialmente su forma quedando deformada permanentemente.
Las deformaciones en esta región son más acusadas que en la zona elástica.
 diante el cual el material se deforma plásticamente.

6.  Compresión
 un cuerpo se encuentra sometido a compresión si las fuerzas aplicadas tienden a
aplastarlo o comprimirlo. Los pilares y columnas son ejemplos de elementos diseñados
para resistir esfuerzos de compresión
 Flexión
 Un elemento estará sometido a flexión cuando actúen sobre las cargas que tiendan a
doblarlo. A este tipo de esfuerzos se ven sometidas las vigas de una estructura

7.  Torsión
 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
 La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la
pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por la dos curvas. En lugar
de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de él (ver torsión geométrica).
 El estudio general de la torsión es complicado porque bajo ese tipo de solicitación la
sección transversal de una pieza en general se caracteriza por dos fenómenos:
 Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal. Si estas se
representan por un campo vectorial sus líneas de flujo "circulan" alrededor de la sección.
 Cuando las tensiones anteriores no están distribuidas adecuadamente, cosa que sucede
siempre a menos que la sección tenga simetría circular, aparecen alabeos seccionales
que hacen que las secciones transversales deformadas no sean planas.


8.  Fatiga
 El fenómeno de la fatiga de los materiales es uno de los más estudiados en
la ingeniería mecánica. Se ha escrito mucho acerca de este tópico como puede
observarse, por ejemplo, en [1], [2], [3], [4], [5]. La fatiga, es la causa del ochenta por
ciento de las fallas en maquinarias; los elementos mecánicos trabajan, en su mayoría,
bajo condiciones de fatiga, como ejemplo pueden citarse: los peldaños de una escalera
metálica, las estructuras de los parques donde ejercitan los deportistas, los aparatos de
un parque infantil, los ejes de diversas máquinas industriales: moledoras, trituradoras,
elevadoras, los aviones, los automóviles, los sistemas de izado de carga en los puertos,
entre otros.
 A lo largo del presente trabajo, se expone de modo general, el fenómeno de la fatiga:
condiciones para que ocurra, mecanismo de falla, tipos de fatiga según la pieza esté a
flexión, bajo la acción de cargas axiales, bajo corte en su forma directa o torsional.
Se muestra resumidamente la cronología de los estudios relacionados a este
fenómeno, el ensayo de flexión rotativa para la determinar la vida a la fatiga de los
materiales metálicos, recursos técnicos para su realización, modelos matemáticos que
estudian su comportamiento y los parámetros a considerar en el diseño bajo fatiga.
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9. 
FRACTURA
 Es la separación de un sólido bajo tensión en dos o más piezas. En general, la fractura
metálica puede clasificarse en dúctil y frágil. La fractura dúctil ocurre después de una
intensa deformación plástica y se caracteriza por una lenta propagación de la grieta. La
fractura frágil se produce a lo largo de planos cristalográficos llamados planos de fractura
y tiene una rápida propagación de la grieta.

FATIGA
 Muchas aplicaciones industriales llevan asociada una carga cíclica en lugar de estática y
en ese caso, los materiales se romperán a tensiones mucho menores que aquellas que
puede soportar la pieza bajo la aplicación de una única tensión estática. La fatiga es el
fenómeno general de fallo del material tras varios ciclos de aplicación de una tensión
menor a la de rotura.


10.  FLUENCIA
 Cuando se realiza el ensayo de tensión - deformación a
temperatura ambiente, se observa que el comportamiento elástico
de la deformación se puede definir mediante la ley de Hooke y no
cambia con la temperatura. Si este ensayo se realiza a temperatura
elevada se observa que la deformación aumenta de forma gradual
con el tiempo. Inicialmente se presenta una deformación elástica
instantánea y luego una deformación plástica. La fluencia se puede
definir como la deformación plástica que tiene lugar a temperatura
elevada bajo una carga constante y durante un periodo largo de
tiempo.


11.  Deformación de los materiales
 Las Deformaciones del Material pertenecen al grupo de las
denominadas lesiones mecánicas. Son consecuencia de procesos
mecánicos, a partir de fuerzas externas o internas que afectan a las
características mecánicas de los elementos constructivos. En el caso de
las deformaciones, son una primera reacción del elemento a
una fuerza externa, al tratar de adaptarse a ella.
 La mecánica de los sólidos deformables estudia el comportamiento de
los cuerpos sólidos deformables ante diferentes tipos de situaciones
como la aplicación de cargas o efectos térmicos. Estos
comportamientos, más complejos que el de los sólidos rígidos, se
estudian en mecánica de sólidos deformables introduciendo los
conceptos de deformación y de tensión mediante sus aplicaciones de
deformación. Una aplicación típica de la mecánica de sólidos
deformables es determinar a partir de una cierta geometría original de
sólido y unas fuerzas aplicadas sobre el mismo, si el cuerpo cumple
ciertos requisitos de resistencia y rigidez. Para resolver ese problema,
en general es necesario determinar el campo de tensiones y el campo
de deformaciones del sólido.

12.  Comportamiento viscoso:
 que se produce cuando la velocidad de deformación entra en la
ecuación constitutiva, típicamente para deformar con mayor velocidad
de deformación es necesario aplicar más tensión que para obtener la
misma deformación con menor velocidad de deformación pero aplicada
más tiempo. Aquí se pueden distinguir los siguientes modelos:
 Visco-elástico, en que las deformaciones elásticas son reversibles. Para
velocidades de deformaciones arbitrariamente pequeñas
este modelo tiende a un modelo de comportamiento elástico.
 Visco-plástico, que incluye tanto el desfasaje entre tensión y
deformación por efecto de la viscosidad como la posible aparición de
deformaciones plásticas irreversibles.


13.  Comportamiento de los materiales elásticos
 El límite elástico, es la tensión máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir
deformaciones permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este límite, el material
experimenta deformaciones permanentes y no recupera su forma original al retirar las
cargas.
 La propiedad elástica de los materiales está relacionada, como se ha mencionado, con la
capacidad de un sólido de sufrir transformaciones termodinámicas reversibles
e independencia de la velocidad de deformación (los sólidos visco elásticos y los fluidos,
por ejemplo, presentan tensiones dependientes de la velocidad de deformación). Cuando
sobre un sólido deformable actúan fuerzas exteriores y éste se deforma se produce
un trabajo de estas fuerzas que se almacena en el cuerpo en forma de energía potencial
elástica y por tanto se producirá un aumento de la energía interna. El sólido se
comportará elásticamente si este incremento de energía puede realizarse de forma
reversible, en este caso se dice que el sólido es elástico.
 Un caso particular de sólido elástico se presenta cuando las tensiones y las
deformaciones están relacionadas linealmente. Cuando eso sucede si dice que el sólido
es elástico lineal. La teoría de la elasticidad lineal es el estudio de sólidos elásticos
lineales sometidos a pequeñas deformaciones de tal manera que además los
desplazamientos y deformaciones sean "lineales", es decir, que las componentes del
campo de desplazamientos u sean muy aproximadamente una combinación lineal de las
componentes del tensor deformación del sólido. En general un sólido elástico lineal
sometido a grandes desplazamientos no cumplirá esta condición.


14.  Fundiciones
 Se denomina fundición y también esmalte al proceso de fabricación de piezas,
comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un
material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.
 El proceso más tradicional es la fundición en arena, por ser ésta un material
refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla,
adquiere cohesión y maleabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita
evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.
 La fundición en arena consiste en colar un metal fundido,
típicamente aleaciones de hierro, acero, bronce, latón y otros, en un molde de
arena, dejarlo solidificar y posteriormente romper el molde para extraer la pieza
fundida.
 Para la fundición con metales como el hierro o el plomo, que son
significativamente más pesados que el molde de arena, la caja de moldeo es a
menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema conocido
como "flotación del molde", que ocurre cuando la presión del metal empuja la
arena por encima de la cavidad del molde, causando que el proceso no se lleve
a cabo de forma satisfactoria.


15.  DEFORMACIÓN PLÁSTICA
 La mejor explicación de las relaciones entre esfuerzo y deformación la
formuló Datsko. Este investigador describe la región plástica del diagrama
esfuerzo-deformación con valores reales mediante la ecuación:
 s = so?m
 donde s = esfuerzo real, so =coeficiente de resistencia o coeficiente de
endurecimiento por deformación, ? = deformación plástica real, m=
exponente para el endurecimiento por deformación.


16.  RESISTENCIA Y TRABAJO EN FRÍO
 El trabajo en frío o labrado en frío es el proceso de es forzamiento o deformación de un
material en la región plástica del diagrama esfuerzo – deformación, sin la aplicación
deliberada de calor.
 Las propiedades mecánicas resultantes son completamente diferentes de las obtenidas
por el labrado en frío.
 a) Diagrama esfuerzo-deformación que muestra los efectos de descarga y recarga en el
punto l en la región plástica; b) Diagrama carga-deformación análogo.
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17.  COMPRESIÓN
 Fundamentos Teóricos
 La compresión es una presión que tiende a causar una reducción de volumen.
Cuando se somete un material a una fuerza de flexión, cizalladora o torsión,
actúan simultáneamente fuerzas de tensión y de compresión. Por ejemplo,
cuando se flexiona una varilla, uno de sus lados se estira y el otro se comprime.
 La plasto deformación es una deformación permanente gradual causada por
una fuerza continuada sobre un material. Los materiales sometidos a altas
temperaturas son especialmente vulnerables a esta deformación. La pérdida de
presión gradual de las tuercas, la combadura de cables tendidos sobre
distancias largas o la deformación de los componentes
de máquinas y motores son ejemplos visibles de plasto deformación. En
muchos casos, esta deformación lenta cesa porque la fuerza que la produce
desaparece a causa de la propia deformación. Cuando la plasto deformación se
prolonga durante mucho tiempo, el material acaba rompiéndose.


18.  DUREZA BRINELL
 Fundamentos teóricos
 Definimos a la dureza como la resistencia de los materiales a ser penetrados, a absorber
energía o a ser cortados.
 La clasificación de los métodos de dureza de acuerdo al procedimiento empleado para su
realización se divide entres importantes grupos
 Los que miden la resistencia que oponen los cuerpos a la penetración o indotación.
 Los que miden la resistencia elástica o al rebote.
 Los que miden la resistencia que oponen los cuerpos al corte o la abrasión.
 El método por penetración esta basado en la aplicación de una carga estática sobre la
superficie de un material para provocarle una deformación permanente conocida como
indotación o huella, la cual presenta una profundidad que está en relación inversa al
número de dureza del material ensayado.
 El método de dureza por rebote o elástico, consiste en dejar caer una herramienta con
carga y altura definida sobre la superficie del material a ensayar, de tal forma que al
chocar con dicha superficie se provoque un rebote de la herramienta, cuya altura está
directamente relacionada con la dureza elástica del material.
 El método que mide la resistencia que oponen los cuerpos a la abrasión o al corte,
consiste en efectuar una ranura con una herramienta de corte o abrasiva al material a
ensayar. Dependiendo del tipo demarca presentada, se determinará la dureza del
material, es decir, si la ranura se presenta en forma profunda u opaca.
