Elasticidad

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ÍNDICE:

-El esfuerzo
-La deformación
·Curva tensión-deformación
-Ley de Hooke
-Tipos de elasticidad
·Elasticidad por tracción
·Elasticidad por contracción lateral
·Elasticidad por compresión
·Elasticidad por flexión
·Elasticidad por cizalladura
·Elasticidad por torsión
-Aplicaciones biológicas
·Huesos
·Músculos

ESFUERZO
Las fuerzas internas de un elemento están ubicadasdentro del material por lo que se distribuyen en toda el área; justamente se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área. También denominado esfuerzo normal o axial, es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones perpendiculares (normales) a la sección transversal de un prisma mecánico. Este tipo de solicitación formado por tensiones paralelas está directamente asociado a la tensión normal.Se denota con la letra griega sigma (s) y es un parámetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que establece una base común de referencia .
a = P/A

Donde: la fuerza axial es P y A el área de la sección transversal.

Cabe destacar que la fuerza empleada en la ecuación anterior debe ser perpendicular al área analizada y aplicada en el centroide del área para así tener unvalor de s constante que se distribuye uniformemente en el área aplicada

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 el es el kilopascal (kPa), megapascal (MPa) o gigapascal(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).

Deformación
La deformación (e) se define como los cambios en la forma de una estructura generados por las cargas aplicadas.
Cuando un objeto se somete a cargas externas, sufre cambios de tamaño, forma, o ambos, que dependen de la disposiciónde los átomos y su enlace en el material.
La magnitud más simple para medir la deformación es lo que en ingeniería se llama deformación axial o deformación unitaria se define como el cambio de longitud por unidad de longitud:

Donde s es la longitud inicial de la zona en estudio y s' la longitud final o deformada.
La deformación es el cociente entre el alargamiento d y la longitud inicial L:
e= d/L
Una barra sometida a una fuerza axial de tracción aumentará su longitud inicial. Bajo la misma carga pero con una longitud mayor este aumento o alargamiento se incrementará también. La deformación sobre la barra es la misma dado que si aumenta L igualmente lo hará d.
La deformación es un valor adimensional.
Si sobre una barra de un sólido hacemos un esfuerzo moderado de tracción ocompresión, se alargará o comprimirá, respectivamente, hasta un punto en que las fuerzas internas entre sus partículas anulen la acción exterior. Estas fuerzas internas pueden ser atractivas si compensan una tracción o repulsivas si se somete el sólido a una compresión, y tenderán a imprimir que restaure su situación al cesar la fuerza del exterior.
Pero siempre existe un valor mínimo de la fuerzaaplicada por debajo del cual posee un comportamiento elástico hasta un límite a partir del cual experimenta un comportamiento inelástico. la elasticidad es la propiedad de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre un objeto y éste regresa a su forma original cuando cesa la deformación.
El valor de la deformación, pues, se puede descomponer en:
-Deformación (visco)plástica oirreversible: el material no regresa a su forma original después de retirar la carga aplicada. El material experimenta cambios termodinámicos irreversibles al adquirir mayor energía potencial elástica. La deformación plástica es lo contrario a la deformación reversible. Estos materiales que se deforman de manera permanente con facilidad son los denominados inelásticos.
-Deformación elástica o...
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