1. Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión: Porlamar
Materia: Elementos de Maquinas
Sección: s1
Realizado por:
Yohandry Rodríguez
C.I- 20.324.714

2. Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de deformarse en el
sentido de aplicación de la fuerza. En el caso del ensayo de tracción, la fuerza
se aplica en dirección del eje de ella y por eso se denomina axial. Aunque el
esfuerzo y la deformación ocurren simultáneamente en el ensayo, los dos
conceptos son completamente distintos. 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.

3. Se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, la cual se denota
con la letra griega sigma (ζ) y es un parámetro que permite comparar la
resistencia de dos materiales, ya que establece una base común de referencia.
ζ=P/A
Donde:
P≡ Fuerza axial.
A≡ Área de la sección transversal.
Los elementos de una estructura deben de aguantar, además de su
propio peso, otras fuerzas y cargas exteriores que actúan sobre ellos.

4. Tracción:
Se denomina tracción al esfuerzo interno a que está sometido un
cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y
tienden a estirarlo.
Compresión:
Un cuerpo se encuentra sometido a compresión si las fuerzas
aplicadas tienden a aplastarlo o comprimirlo. Los pilares y columnas son
ejemplo de elementos diseñados para resistir esfuerzos de compresión.

5. Flexión:
Se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento
estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal.
Torsión:
Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que
tienden a retorcerlo. Es el caso del esfuerzo que sufre una llave al girarla
dentro de la cerradura.

6. Cortadura:
Es el esfuerzo al que está sometida a una pieza cuando las fuerzas
aplicadas tienden a cortarla o desgarrarla. El ejemplo más claro de cortadura lo
representa la acción de cortar con unas tijeras.

7. 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
es pequeña por lo que se emplean múltiplos como él es el kilo pascal (kPa),
mega pascal (MPa) o giga pascal (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.

8. Es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos
internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la
ocurrencia de dilatación térmica.
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

9. Los materiales pueden experimentar 3 tipos de deformaciones:
Elástica:
el material recupera su forma y su volumen original cuando cesa el
esfuerzo. Es por tanto una deformación transitoria y ocurre por ejemplo
durante la propagación de las ondas sísmicas.
Plástica:
en la cual la deformación permanece después de haber cesado el
esfuerzo.
Por rotura:
en la que el esfuerzo hace perder la cohesión entre las partículas del
material y éste se fractura.

10. El diseño de elementos estructurales implica determinar la resistencia
y 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. Los diagramas son similares
sise trata del mismo material y de manera general permite agrupar los
materiales dentro de dos categorías con propiedades afines que se denominan
materiales dúctiles y materiales frágiles. Los diagramas de materiales dúctiles
se caracterizan por ser capaces de resistir grandes deformaciones antes de la
rotura, mientras que los frágiles presentan un alargamiento bajo cuando llegan
al punto de rotura.

11. Diagrama Esfuerzo-Deformación

12. En un diagrama se observa un tramo recta inicial hasta un punto
denominado límite de proporcionalidad. Este límite tiene gran importancia para
la teoría de los sólidos elásticos, ya que esta se basa en el citado límite. Este
límite es el superior para un esfuerzo admisible. Los puntos importantes del
diagrama de esfuerzo deformación son:
− Límite de proporcionalidad: hasta este punto la relación entre el esfuerzo y la
deformación es lineal.
− Límite de elasticidad: más allá de este límite el material no recupera su forma
original al ser descargado, quedando con una deformación permanente.
− Punto de cedencia: aparece en el diagrama un considerable alargamiento o
cedencia sin el correspondiente aumento de carga. Este fenómeno no se
observa en los materiales frágiles.

13. − Esfuerzo último: máxima ordenada del diagrama esfuerzo–deformación.
−Punto de ruptura: cuanto el material falla. Dado que el límite de proporcionalidad,
elasticidad y punto de cedencia están tan cerca se considera para la mayoría de
los casos como el mismo punto.
De manera que el material al llegar a la cedencia deja de tener un
comportamiento elástico y la relación lineal entre el esfuerzo y la deformación deja
de existir.

14. La ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente
formulada para casos del estiramiento longitudinal, establece que el
alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente
proporcional a la fuerza aplicada F:
ε=δ/L=F/AE
Siendo δ el alargamiento, L la longitud original, E : módulo de Young, A
la sección transversal de la pieza estirada. La ley se aplica a materiales
elásticos hasta un límite denominado límite elástico. Esta ley recibe su nombre
de Robert Hooke, físico británico contemporáneo de Isaac Newton. Ante el
temor de que alguien se apoderara de su descubrimiento, Hooke lo publicó en
forma de un famoso anagrama, ceiiinosssttuv, revelando su contenido un par
de años más tarde. El anagrama significa Ut tensio sic vis ("como la extensión,
así la fuerza")

15. Cada material tiene unas propiedades mecánicas definidas
(elasticidad, plasticidad, maleabilidad, dureza, etc.), entre ellas la que nos
atañe en un primer momento, es la Resistencia Mecánica. El análisis de la
Resistencia de Materiales se ocupa del estudio de los efectos causados por la
acción de las cargas externas que actúan sobre un sistema deformable.
Propiedades mecánicas de los materiales: cuando una fuerza actúa
sobre un cuerpo, se presentan fuerzas resistentes en las fibras del cuerpo
llamadas fuerzas internas. Fuerza interna es la resistencia interior de un cuerpo
a una fuerza externa.

16. Elasticidad: El término elasticidad designa la propiedad mecánica de
ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se
encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la
forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.
Plasticidad: Es la propiedad mecánica de un material anelástico, natural,
artificial, biológico o de otro tipo, de deformarse permanente e
irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima
de su rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico.
Maleabilidad: Es la propiedad de un material blando de adquirir una
deformación acuosa mediante una descompresión sin romperse.
Dureza: Es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la
penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones
permanentes, entre otras.

17. -Determinar los diagramas de esfuerzos en la viga de la figura, apoyada en los
extremos y sometida una carga repartida triangular.

18. Solución:
a) Cálculo de las reacciones

19. b) Cálculo de los esfuerzos de sección

20. c) Diagrama
d) Programa de Mmax.

21. 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 originales 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 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.