elementos de maquinas

1.5

1er ENSAYO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS I

UBERNEY RAMIREZ RESTREPO
1041231200

PROF: JESUS DAVID MAZUERA

ABRIL DE 2013

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
SEDE MEDELLIN

INTRODUCCIÓN
Inicialmente en un repaso de Mecánica de Sólidos, se abordó lo que tiene que ver con
un análisis completo de esfuerzos el cual se hace teniendo en cuenta la Ley de Hooke;
esta ley establece que elalargamiento unitario experimentado por un material elástico es
directamente proporcional a la fuerza.
Estas son las pautas que se deben seguir al momento de realizar un análisis de
esfuerzos:
1. Se dibuja el diagrama de cuerpo libre (DCL) del elemento que se desea analizar,
ubicando de manera clara las reacciones y momentos que se generan en dicho
elemento.
2. Mediante la Estática secalculan las reacciones desconocidas.
3. Se utiliza el método de las secciones, para realizar los diagramas de fuerzas
internas, y saber cuál es la sección de máxima solicitación.
4. Sabiendo cual es la sección de máxima solicitación, se hallan los esfuerzos
debido a cortante, flexión y torsor en dicho punto.
5. Se analizan también los cambios de secciones en el elemento, ya que estos sonconcentradores de esfuerzos que pueden hacer que el elemento falle por esta
sección.
6. Sabiendo cual es la sección donde se encuentra la máxima solicitación, se hace
la distribución de esfuerzos en dicha sección para encontrar el punto donde los
esfuerzos son máximos.
7. Se calculan los esfuerzos principales.
8. Se procede a usar las teorías de falla de acuerdo a la que más convenga para el
casoque se tenga, para determinar si el elemento falla o resiste los esfuerzos a
los que está sometido.
9. Se aplica el Factor de Seguridad, que más que eso es un Factor de
incertidumbre, cuando no se tiene la plena seguridad de que los materiales van a
resistir los esfuerzos a los que se encuentran sometidos.
De esta manera se determina si el elemento que se está diseñando, o que se estáanalizando falla por un esfuerzo máximo en un punto determinado.

DISEÑO DE VIGAS Y EJES
Una viga es un elemento que está sometido a fuerzas perpendiculares actuando sobre el
eje longitudinal, las cuales crean unos esfuerzos, estos se deben a momentos flector, a
fuerzas cortantes y a cargas axiales, estas últimas generalmente no se tienen en cuenta
ya que no aportan un esfuerzo elevado encomparación con el esfuerzo cortante y
flector.
Se dice que las vigas se diseñan con base en la resistencia, es decir, se deben determinar
los esfuerzos máximos, y asegurarse de que no sobrepasen el esfuerzo máximo
admisible del material.
Se usan las siguientes ecuaciones:

Combinando las ecuaciones (1) y (3) se obtiene la siguiente relación

Usando la ecuación (3) determinamos Sreq, calculandoM a partir del diagrama de
momentos, y
se toma de un código de diseño. Después de tener Sreq se toma de
tablas la viga que más se acomode a nuestra necesidad, teniendo en cuenta que el
módulo de sección S debe ser un poco mayor al Sreq y además seleccionar la viga que
tenga menor peso debido a que requiere menos material y va ser la más económica.
Hay que tener mucho cuidado cuando semodifican las dimensiones de una viga, con tal
de aumentar el módulo de sección, pues cuando modificamos el momento de inercia I
estamos aumentando la resistencia de la viga, pero muchas veces se olvida que al
aumentar el momento de inercia I se está aumentando también el centroide c, por lo que
puede ser que en vez de aumentar la resistencia, se esté disminuyendo ó dejando igual.
Hay muchas formasde vigas algunas de las más utilizadas se muestran en la Figura 1.
La mayoría de ellas construidas de acero; los perfiles en I, cuyas partes se muestran en
la Figura 2, se especifican por su peralte y su peso, así por ejemplo una viga W12X50
indica una viga en I con peralte 12 pulgadas y peso 50 lb/pie.

Figura 1 [1]

Figura 2
Muchas veces se suele componer una viga con 2 patines y 1...