Concentración De Esfuerzos

1. CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
1.1 Concentración de esfuerzos bajo carga estática
1.1.1 Conceptos y generalidades de esfuerzos
1.1.2 Concentración de esfuerzos
1.1.3 Analogía del flujo de esfuerzos
1.1.4 Graficas de concentración de esfuerzos
1.2 Predicción de fallas por esfuerzos
1.2.1 Esfuerzo en cargas uniaxiales1.2.2 Esfuerzo con cargas multiaxiales











1.1.1 CONCEPTOS Y GENERALIDADES DE ESFUERZOS
INTRODUCCIÓN.
En el diseño de elementos de máquinas y de estructuras se hace indispensable conocer los Factores Teóricos de Concentración de Esfuerzos (FTCE) para diferentes discontinuidades geométricas, presentes en la mayoría de estos elementos. Cuando se trata de materialesanisotrópicos, la determinación de estos FTCE no es tan directa como en los materiales isotrópicos.
Lekhnitskii [1], fue uno de los primeros investigadores interesado en la determinación de los FTCE en placas infinitas anisotrópicas con agujero circular y elíptico sometidas a diferentes condiciones de borde. En trabajos más recientes, Gerhardt, [2], Lin y Ko [3], Xi y Fan [4], Yeh y Le [5], se hanestudiado los FTCE en placas compuestas, con diferentes discontinuidades geométricas: uno o varios agujeros elípticos o circulares, ranuras, etc., utilizando diversos métodos matemáticos. Otros investigadores han estudiado la influencia del tamaño de la pieza sobre los FTCE en materiales isotrópicos, Troyani et al [6], y en materiales anisotrópicos Sánchez y Troyani [7] aplicando el método de elementosfinitos. En este trabajo se estudia la influencia que tiene el tipo de carga aplicada sobre los FTCE en materiales anisotrópicos. Para ello se utilizó el código de elementos finitos, desarrollado por Sánchez [8], que permite estudiar la respuesta mecánica en piezas ortotrópicas. Específicamente se trabajó con placas cuadradas ortotrópicas finitas con agujero circular centrado y sometidas a cargastensoriales unidireccionales y bidireccionales: tensióntensión y tensión-compresión, presentándose los resultados en curvas típicas de los FTCE en función de la relación adimensional diámetro/ancho.

Esfuerzo interno

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Representación gráfica de las tensiones o componentes del tensor tensión en un punto de un cuerpo.
En ingeniería estructural, los esfuerzosinternos son magnitudes físicas con unidades de fuerza sobre área utilizadas en el cálculo de piezas prismáticas como vigas o pilares y también en el cálculo de placas y láminas.

Los esfuerzos internos sobre una sección plana se definen como un conjunto de fuerzas y momentos estáticamente equivalentes a la distribución de tensiones internas sobre el área de esa sección. Así, por ejemplo, losesfuerzos sobre una sección transversal plana Σ de una viga es igual a la integral de las tensiones t sobre ése área plana. Normalmente se distingue entre los esfuerzos perpendiculares a la sección de la viga (o espesor de la placa o lámina) y los tangentes a la sección de la viga (o superficie de la placa o lámina):
• Esfuerzo normal (normal o perpendicular al plano considerado), es el queviene dado por la resultante de tensiones normales σ, es decir, perpendiculares, al área para la cual pretendemos determinar el esfuerzo normal.
• Esfuerzo cortante (tangencial al plano considerado), es el que viene dado por la resultante de tensiones cortantes τ, es decir, tangenciales, al área para la cual pretendemos determinar el esfuerzo cortante.
Para poder explicar mejor el concepto deesfuerzo es necesario tomar un elemento diferencial de un cuerpo. Debido a que las fuerzas internas pueden presentarse en las tres direcciones posibles (x,y,z), el elemento diferencial será un elemento diferencial volumétrico.
Cada una de las caras tiene un diferencial de área, las fuerzas que son normales a esa cara generan un esfuerzo normal y las fuerzas que son tangentes al elemento
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