Esfuerzo Cortante
Páginas: 6 (1442 palabras)
Publicado: 16 de septiembre de 2011
Introducción:
En esta exposición se hablara de algunos conceptos básicos previos al tema de Esfuerzos Combinados. En esta primera parte se hablara de los siguientes conceptos:
Esfuerzo: caracteriza la intensidad de las fuerzas que causan el estiramiento, aplastamiento o torsión, generalmente con base en una "fuerza por unidad de área".
Deformación: describe el cambio de forma resultante.
Leyde Hooke: La deformación es proporcional a la fuerza aplicada, y se calcula:
Esfuerzo / Deformación = Módulo de Elasticidad
Tensión: Cuando sobre un elemento actúa una fuerza externa perpendicular a su sección transversal, el efecto que produce es un alargamiento longitudinal al que se le asocia una disminución en la sección transversal.
Esfuerzo de tensión: en la sección transversal como elcociente de la fuerza (perpendicular) y el área de la sección:
Esfuerzo de tensión = F / A.
Deformación por tensión: El cambio fraccionario de la longitud (estiramiento) de un cuerpo sometido a esfuerzo de tensión.
ESFUERZOS CORTANTES
Las fuerzas aplicadas a un elemento estructural pueden inducir un efecto de deslizamiento de una parte del mismo con respecto a otra. En este caso, sobre elárea de deslizamiento se produce un esfuerzo cortante, o tangencial, o de cizalladura (figura 13). Análogamente a lo que sucede con el esfuerzo normal, el esfuerzo cortante se define como la relación entre la fuerza y el área a través de la cual se produce el deslizamiento, donde la fuerza es paralela al área. El esfuerzo cortante (t) ser calcula como (figura 14) (SALAZAR, 2001):
Esfuerzocortante = fuerza / área donde se produce el deslizamiento (8)
t = F / A (9)
donde,
t: es el esfuerzo cortante
F: es la fuerza que produce el esfuerzo cortante
A: es el área sometida a esfuerzo cortante
Figura 13: Esfuerzos cortantes.
La fuerza P debe ser paralela al área A
Figura 14: Cálculo de los esfuerzos cortantes.
Las deformaciones debidas a losesfuerzos cortantes, no son ni alargamientos ni acortamientos, sino deformaciones angulares g, como se muestra en la figura 15:
Figura 15: Deformación debida a los esfuerzos cortantes.
También puede establecerse la Ley de Hooke para corte de manera similar a como se hace en el caso de los esfuerzos normales, de tal forma que el esfuerzo cortante (t), será función de la deformación angular (g) ydel módulo de cortante del material (G):
t = G g (10)
Los módulos de elasticidad E y G están relacionados mediante la expresión (MOTT, 1999):
G = E / (2 (1 + m)) (11)
donde,
m: es la relación de Poisson del material
Definición 6: El coeficiente de Poisson corresponde a la relación entre la deformación lateral y la deformación axial de un elemento.
1.6. ESFUERZO DE APOYO
Cuandoun cuerpo sólido descansa sobre otro y le transfiere una carga, en las superficies en contacto se desarrolla la forma de esfuerzo conocida como esfuerzo de apoyo. El esfuerzo de apoyo es una medida de la tendencia que tiene la fuerza aplicada de aplastar el miembro que lo soporta, y se calcula como (MOTT, 1999):
Esfuerzo de apoyo = Fuerza aplicada / Área de apoyo (12)
s b = F / Ab (13)
1.7. UNIDADES DE ESFUERZO
La unidad de esfuerzo en el sistema internacional es el Pascal, mientras que en el sistema inglés, es el psi; estas unidades se definen como:
Definición 7: Un Pascal (Pa) se define como la relación entre un kN y un m 2 . Se utilizan prefijos, entonces se encuentra el megapascal (MPa) y el kilopascal (kPa).
Definición 8: Un psi se define como la relación entreuna libra y una pulgada cuadrada. Se utiliza también el ksi (1000 psi).
1.8. MEDIDAS PREFERIDAS Y PERFILES ESTÁNDAR
Una de las responsabilidades del diseñador es especificar las dimensiones finales de los miembros que soportan cargas. Luego de terminar el análisis para el esfuerzo y la deformación, se conocen valores mínimos aceptables para dimensiones, que asegurarán que el...
En esta exposición se hablara de algunos conceptos básicos previos al tema de Esfuerzos Combinados. En esta primera parte se hablara de los siguientes conceptos:
Esfuerzo: caracteriza la intensidad de las fuerzas que causan el estiramiento, aplastamiento o torsión, generalmente con base en una "fuerza por unidad de área".
Deformación: describe el cambio de forma resultante.
Leyde Hooke: La deformación es proporcional a la fuerza aplicada, y se calcula:
Esfuerzo / Deformación = Módulo de Elasticidad
Tensión: Cuando sobre un elemento actúa una fuerza externa perpendicular a su sección transversal, el efecto que produce es un alargamiento longitudinal al que se le asocia una disminución en la sección transversal.
Esfuerzo de tensión: en la sección transversal como elcociente de la fuerza (perpendicular) y el área de la sección:
Esfuerzo de tensión = F / A.
Deformación por tensión: El cambio fraccionario de la longitud (estiramiento) de un cuerpo sometido a esfuerzo de tensión.
ESFUERZOS CORTANTES
Las fuerzas aplicadas a un elemento estructural pueden inducir un efecto de deslizamiento de una parte del mismo con respecto a otra. En este caso, sobre elárea de deslizamiento se produce un esfuerzo cortante, o tangencial, o de cizalladura (figura 13). Análogamente a lo que sucede con el esfuerzo normal, el esfuerzo cortante se define como la relación entre la fuerza y el área a través de la cual se produce el deslizamiento, donde la fuerza es paralela al área. El esfuerzo cortante (t) ser calcula como (figura 14) (SALAZAR, 2001):
Esfuerzocortante = fuerza / área donde se produce el deslizamiento (8)
t = F / A (9)
donde,
t: es el esfuerzo cortante
F: es la fuerza que produce el esfuerzo cortante
A: es el área sometida a esfuerzo cortante
Figura 13: Esfuerzos cortantes.
La fuerza P debe ser paralela al área A
Figura 14: Cálculo de los esfuerzos cortantes.
Las deformaciones debidas a losesfuerzos cortantes, no son ni alargamientos ni acortamientos, sino deformaciones angulares g, como se muestra en la figura 15:
Figura 15: Deformación debida a los esfuerzos cortantes.
También puede establecerse la Ley de Hooke para corte de manera similar a como se hace en el caso de los esfuerzos normales, de tal forma que el esfuerzo cortante (t), será función de la deformación angular (g) ydel módulo de cortante del material (G):
t = G g (10)
Los módulos de elasticidad E y G están relacionados mediante la expresión (MOTT, 1999):
G = E / (2 (1 + m)) (11)
donde,
m: es la relación de Poisson del material
Definición 6: El coeficiente de Poisson corresponde a la relación entre la deformación lateral y la deformación axial de un elemento.
1.6. ESFUERZO DE APOYO
Cuandoun cuerpo sólido descansa sobre otro y le transfiere una carga, en las superficies en contacto se desarrolla la forma de esfuerzo conocida como esfuerzo de apoyo. El esfuerzo de apoyo es una medida de la tendencia que tiene la fuerza aplicada de aplastar el miembro que lo soporta, y se calcula como (MOTT, 1999):
Esfuerzo de apoyo = Fuerza aplicada / Área de apoyo (12)
s b = F / Ab (13)
1.7. UNIDADES DE ESFUERZO
La unidad de esfuerzo en el sistema internacional es el Pascal, mientras que en el sistema inglés, es el psi; estas unidades se definen como:
Definición 7: Un Pascal (Pa) se define como la relación entre un kN y un m 2 . Se utilizan prefijos, entonces se encuentra el megapascal (MPa) y el kilopascal (kPa).
Definición 8: Un psi se define como la relación entreuna libra y una pulgada cuadrada. Se utiliza también el ksi (1000 psi).
1.8. MEDIDAS PREFERIDAS Y PERFILES ESTÁNDAR
Una de las responsabilidades del diseñador es especificar las dimensiones finales de los miembros que soportan cargas. Luego de terminar el análisis para el esfuerzo y la deformación, se conocen valores mínimos aceptables para dimensiones, que asegurarán que el...
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