El esfuerzo se define aquí como la intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo y la 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. Aunque el esfuerzo y la deformación ocurren simultáneamente, los dos conceptos son completamente distintos. Si un cuerpo es sometido a esfuerzo tensivo o compresivo en una dirección dada, no solo ocurre deformación en esa dirección (dirección axial) sino también deformaciones unitarias en direcciones perpendiculares a ella (deformación lateral).

1. REALIZADO POR:
BR. VASQUEZ LORENA
MATERIA: ELEMENTO DE MAQUINA
PROF: ING. CARNEIRO JULIAN

2. El esfuerzo se define aquí como la intensidad de las fuerzas componentes internas
distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo y la 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. Aunque el esfuerzo y la deformación ocurren
simultáneamente, los dos conceptos son completamente distintos. Si un cuerpo es
sometido a esfuerzo tensivo o compresivo en una dirección dada, no solo ocurre
deformación en esa dirección (dirección axial) sino también deformaciones unitarias en
direcciones perpendiculares a ella (deformación lateral).

3. El diseño de cualquier elemento o de un sistema estructural implica responder dos
preguntas:
1. ¿El elemento es resistente a las cargas aplicadas? Y
2. ¿Tendrá la suficiente rigidez para que las deformaciones no sean excesivas e
inadmisibles?
Las respuestas a estas preguntas implican el análisis de la resistencia y rigidez de
una estructura, aspectos que
forman parte de sus requisitos.
Estos análisis comienzan por la introducción de nuevos
conceptos que son el esfuerzo y la deformación.
(Salvadori y Heller, 1998; Timoshenko y Young, 2000).

4. 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.

5. σ = P
A
Donde:
P= Fuerza axial;
A= Área de la sección transversal.

6. 1.Sistema internacional (SI):
La fuerza es en Newton (N)
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).
2. Sistema americano:
La fuerza es en libras
el área en pulgadas cuadradas
el esfuerzo queda en libras sobre pulgadas cuadradas (psi).
La unidad más empleada es el kgf/cm2 para
denotar los valores relacionados con el esfuerzo.
(Beer y Johnston, 1993; Popov, 1996; Singer y
Pytel, 1982; Timoshenko y Young, 2000).

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.

8.  Deformaciones elástica y plástica Tanto para
la deformación unitaria como para el tensor deformación se
puede descomponer el valor de la deformación en:
 Deformación Plástica irreversible o permanente. Modo de
deformación en que el material no regresa a su forma
original después de retirar la carga aplicada. Esto sucede
porque, en la deformación plástica, el material experimenta
cambios termodinámicos irreversibles al adquirir
mayor energía potencial elástica. La deformación plástica
es lo contrario a la deformación reversible.
 Deformación Elástica reversible o no permanente, el cuerpo
recupera su forma original al retirar la fuerza que le
provoca la deformación. En este tipo de deformación, el
sólido, al variar su estado tensional y aumentar su energía
interna en forma de energía potencial elástica, solo pasa
por cambios termodinámicos reversibles.

9. Matemáticamente la deformación sería:
δ
ε =-----
L
Al observar esta segunda ecuación, se obtiene que la
deformación es un valor adimensional siendo el orden de
magnitud en los casos del análisis estructural alrededor
de 0,0012, lo cual es un valor pequeño (Beer y Johnston,
1993; Popov, 1996; Singer y Pytel, 1982).

10. El diseño de elementos estructurales Implica determinar:
1. la resistencia
2. la rigidez del material estructural
Estas propiedades se pueden relacionar si se evalúa una
barra sometida a una fuerza axial para la cual se registra
simultáneamente la fuerza aplicada y el alargamiento
producido. Estos valores permiten determinar el esfuerzo
y la deformación que al graficar originan el denominado
diagrama de esfuerzo y deformación.

12. Los diagramas son similares si se trata del
Mismo material y de manera general permite
agrupar los Materiales dentro de dos categorías
Con propiedades afines que se denominan:
1. Materiales dúctiles y
2. Materiales frágiles.

13. Los diagramas de materiales dúctiles se
caracterizan por:
 Ser capaces de resistir grandes deformaciones antes de la rotura,
mientras que los frágiles presenta un alargamiento bajo cuando
llegan al punto de rotura.

14. En el diagrama esfuerzo – deformación, la línea recta indica que la
deformación es directamente proporcional al esfuerzo en el tramo
elástico, este principio 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.
σ
E = _____
ε

17. Diagrama esfuerzo-deformación obtenido a partir del ensayo normal a la tensión de una
manera dúctil.
El punto P indica el límite de proporcionalidad;
El punto E, indica el límite elástico
El punto Y, la resistencia de fluencia convencional determinada por corrimiento paralelo
(offset) según la deformación seleccionada
OA; U; la resistencia última o máxima, y F, el esfuerzo de fractura o ruptura.

19. El punto P recibe el nombre de límite de proporcionalidad (o límite elástico
proporcional). Éste es el punto en que la curva comienza primero a desviarse
de una línea recta. El punto E se denomina límite de elasticidad (o límite
elástico verdadero). No se presentará ninguna deformación permanente en la
probeta si la carga se suprime en este punto. Entre P y E el diagrama no tiene
la forma de una recta perfecta aunque el material sea elástico. Por lo tanto, la
ley de Hooke, que expresa que el esfuerzo es directamente proporcional a la
deformación, se aplica sólo hasta el límite elástico de proporcionalidad

21. Conclusión
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 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. Los
materiales, en su totalidad, se deforman a una carga externa. Se sabe además que,
hasta cierta carga límite el sólido recobra sus dimensiones original es cuando se le
descarga. La recuperación de las dimensiones originales al eliminarla 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 sobre pasar el límite elástico, el cuerpo
sufre cierta deformación permanente al ser descargado, se dice entonces que ha sufrido
deformación plástica