Esfuerzo
Páginas: 5 (1172 palabras)
Publicado: 11 de noviembre de 2012
Resistencia de los Materiales
La resistencia de materiales clásica es una disciplina de la ingeniería mecánica y la ingeniería estructural que estudia los sólidos deformables mediante modelos simplificados. La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo.
Un modelode resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas. Generalmente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular.
Para el diseño mecánico deelementos con geometrías complicadas la resistencia de materiales suele ser insuficiente y es necesario usar técnicas basadas en la teoría de la elasticidad o la mecánica de sólidos deformables más generales. Esos problemas planteados en términos de tensiones y deformaciones pueden entonces ser resueltos de forma muy aproximada con métodos numéricos como el análisis por elementos finitos.
Definiciónd Esfuerzo
Esfuerzo es la resistencia que ofrece un área unitaria (A) del material del que está hecho un miembro para una carga aplicada externa (fuerza, F):
Esfuerzo = fuerza / área = F / A (4)
En algunos casos, como en el esfuerzo normal directo, la fuerza aplicada se reparte uniformemente en la totalidad de la sección transversal del miembro; en estos casos el esfuerzo puede calcularse conla simple división de la fuerza total por el área de la parte que resiste la fuerza, y el nivel del esfuerzo será el mismo en un punto cualquiera de una sección transversal cualquiera. En otros casos, como en el esfuerzo debido a flexión, el esfuerzo variará en los distintos lugares de la misma sección transversal, entonces el nivel de esfuerza se considera en un punto (MOTT, 1999).
Dependiendode la forma cómo actúen las fuerzas externas, los esfuerzos y deformaciones producidos pueden ser axiales, biaxiales, triaxiales, por flexión, por torsión, o combinados, como se muestra en las figuras 2, 3, 4, 5, 6 y 7
Figura 2: Esfuerzo y deformación uniaxial.
Figura 3: Esfuerzo y deformación biaxial. Figura 4: Esfuerzo y deformación triaxial.
Figura 5: Esfuerzo y deformación por flexión. Figura 6: Esfuerzo y deformación por torsión.
Figura 7: Esfuerzo y deformación combinados.
Esfuerzo simple
Uno de losproblemas básicos de la ingeniería es seleccionar elmaterial más apropiado y dimensionarlo correctamente, de maneraque permita que la estructura o máquina proyectada trabaje con lamayor eficacia. Para ello, es esencial determinar la resistencia, la rigidez y otras
Propiedades de los materiales. Consideremos dos barras prismáticas de igual longitud y distinto material, suspendidas de un soporte común, como se observa en la figura 1-5. Si solamente se sabe que las pueden soportar las cargas máximas indicadas, no se puede afirmar a priori qué material es más resistente. Por supuesto que labarra 2 está soportando una carga mayor, pero no se pueden comparar las resistencias sin establecer una base común de referencia.
En este caso, se necesita conocer el área de la sección transversal de las barras. Supongamos, pues, que la barra 1 tiene una sección de0.1 cm2, y la barra 2 de10cm2. Ahora sí es posible comparar las resistencias, reduciendo los datos a la capacidad de carga porunidad de área de a la sección transversal. En estas condiciones, la resistencia unitaria (por unidad de área) de la barra 1 es
σ 1=100/0.10 = 1000 kgf/cm2= 10 000 N/cm2
y la correspondiente de la barra 2 es
σ1 =1000/10 = 100 kgf/cm2= 1000 N/cm2
Por lo tanto, el material de la barra 1 es diez veces más resistente que el de la barra 2.
Esfuerzo axial:
Esfuerzo...
La resistencia de materiales clásica es una disciplina de la ingeniería mecánica y la ingeniería estructural que estudia los sólidos deformables mediante modelos simplificados. La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo.
Un modelode resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas. Generalmente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular.
Para el diseño mecánico deelementos con geometrías complicadas la resistencia de materiales suele ser insuficiente y es necesario usar técnicas basadas en la teoría de la elasticidad o la mecánica de sólidos deformables más generales. Esos problemas planteados en términos de tensiones y deformaciones pueden entonces ser resueltos de forma muy aproximada con métodos numéricos como el análisis por elementos finitos.
Definiciónd Esfuerzo
Esfuerzo es la resistencia que ofrece un área unitaria (A) del material del que está hecho un miembro para una carga aplicada externa (fuerza, F):
Esfuerzo = fuerza / área = F / A (4)
En algunos casos, como en el esfuerzo normal directo, la fuerza aplicada se reparte uniformemente en la totalidad de la sección transversal del miembro; en estos casos el esfuerzo puede calcularse conla simple división de la fuerza total por el área de la parte que resiste la fuerza, y el nivel del esfuerzo será el mismo en un punto cualquiera de una sección transversal cualquiera. En otros casos, como en el esfuerzo debido a flexión, el esfuerzo variará en los distintos lugares de la misma sección transversal, entonces el nivel de esfuerza se considera en un punto (MOTT, 1999).
Dependiendode la forma cómo actúen las fuerzas externas, los esfuerzos y deformaciones producidos pueden ser axiales, biaxiales, triaxiales, por flexión, por torsión, o combinados, como se muestra en las figuras 2, 3, 4, 5, 6 y 7
Figura 2: Esfuerzo y deformación uniaxial.
Figura 3: Esfuerzo y deformación biaxial. Figura 4: Esfuerzo y deformación triaxial.
Figura 5: Esfuerzo y deformación por flexión. Figura 6: Esfuerzo y deformación por torsión.
Figura 7: Esfuerzo y deformación combinados.
Esfuerzo simple
Uno de losproblemas básicos de la ingeniería es seleccionar elmaterial más apropiado y dimensionarlo correctamente, de maneraque permita que la estructura o máquina proyectada trabaje con lamayor eficacia. Para ello, es esencial determinar la resistencia, la rigidez y otras
Propiedades de los materiales. Consideremos dos barras prismáticas de igual longitud y distinto material, suspendidas de un soporte común, como se observa en la figura 1-5. Si solamente se sabe que las pueden soportar las cargas máximas indicadas, no se puede afirmar a priori qué material es más resistente. Por supuesto que labarra 2 está soportando una carga mayor, pero no se pueden comparar las resistencias sin establecer una base común de referencia.
En este caso, se necesita conocer el área de la sección transversal de las barras. Supongamos, pues, que la barra 1 tiene una sección de0.1 cm2, y la barra 2 de10cm2. Ahora sí es posible comparar las resistencias, reduciendo los datos a la capacidad de carga porunidad de área de a la sección transversal. En estas condiciones, la resistencia unitaria (por unidad de área) de la barra 1 es
σ 1=100/0.10 = 1000 kgf/cm2= 10 000 N/cm2
y la correspondiente de la barra 2 es
σ1 =1000/10 = 100 kgf/cm2= 1000 N/cm2
Por lo tanto, el material de la barra 1 es diez veces más resistente que el de la barra 2.
Esfuerzo axial:
Esfuerzo...
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