esfuerzos y resistencias

Módulo: Materiales y tecnologías
Ciclo: Modelismo y Maquetismo

Unidad 2.1: Esfuerzos, resistencia de materiales. Ensayos.
1. Esfuerzos y resistencia de materiales
Los materiales en su utilización pueden estar sometidos a los siguientes esfuerzos
mecánicos:

Esfuerzos mecánicos
Tracción: esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en
sentidoopuesto, y tienden a estirarlo, aumentando su longitud y disminuyendo su sección.

Compresión: esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en
sentido opuesto, y tienden a comprimirlo, disminuyendo su longitud y aumentando su

sección.
Flexión: esfuerzo que tiende a doblar el objeto. Las fuerzas que actúan son paralelas a las superficies
que sostienen elobjeto. Siempre que existe flexión también hay esfuerzo de tracción y de compresión.

Cortadura: esfuerzo que tiende a cortar el objeto por la aplicación de dos fuerzas en sentidos contrarios

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y

no

alineadas.

Se

encuentra

en

uniones

como:

tornillos,

remaches

y

soldaduras.

Torsión: esfuerzo quetiende a retorcer un objeto por aplicación de un momento sobre el eje
longitudinal. .

Un esfuerzo es el resultado de la división entre una fuerza y el área en la que se
aplica.
Se distinguen dos direcciones para las fuerzas, las que son normales al área en la que
se aplican y las que son paralelas al área en que se aplican. Si la fuerza aplicada no es
normal ni paralela a la superficie,siempre puede descomponerse en la suma vectorial
de otras dos que siempre resultan ser una normal y la otra paralela.
Los esfuerzos con dirección normal a la sección, se denotan como σ (sigma) y
representa un esfuerzo de tracción cuando apunta hacia afuera de la sección, tratando
de estirar al elemento analizado. En cambio, representa un esfuerzo de compresión
cuando apunta hacia la sección,tratando de aplastar al elemento analizado.
El esfuerzo con dirección paralela al área en la que se aplica se denota como τ (tau) y
representa un esfuerzo de corte. Este esfuerzo, trata de cortar el elemento analizado,
tal como una tijera cuando corta papel, uno de sus filos mueven el papel hacia un lado

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mientras el otro filolo mueve en dirección contraria resultando en el desgarro del
papel a lo largo de una línea.
Las unidades de los esfuerzos son las mismas que para la presión, fuerza dividida por
área, se utilizan con frecuencia: MPa, psi, Kpsi, Kg/mm2, Kg/cm2.
(1 psi = 6894 pascales) (psi son libras, 0,544kg por pulgadas 2,54cm al cuadrado)
Es importante estudiar las resistencias que oponen los materiales aestos esfuerzos,
para ello se realizan ensayos de esfuerzos mecánicos, y se someten probetas del
material a determinados esfuerzos, estudiando su respuesta a los mismos:

Ensayo de tracción
El ensayo destructivo más importante es el ensayo de tracción, en donde se coloca una
probeta en una máquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra móvil. Se
procede a medir la cargamientras se aplica el desplazamiento de la mordaza móvil. Un
esquema de la máquina de ensayo de tracción se muestra en la Figura 7.

Figura 7 Máquina de Ensayo de Tracción
La máquina de ensayo impone la deformación desplazando el cabezal móvil a una
velocidad seleccionable. La celda de carga conectada a la mordaza fija entrega una señal
que representa la carga aplicada, las máquinas poseen unplotter que grafica en un eje el
desplazamiento y en el otro eje la carga leída.

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La Figura 8 muestra el gráfico obtenido en una máquina de ensayo de tracción para un
acero.

Figura 8
Curva Fuerza-Deformación de un Acero.
Las curvas tienen una primera parte lineal llamada zona elástica, en donde la probeta se
comporta como...