Esfuerzos

Curso: Resistencia de Materiales Tema:
Docente:

Esfuerzos – Diseño de conexiones simples
Ing. Oscar Zelada Mosquera

 Esfuerzo:  Si analizamos una armadura con los conocimientos obtenidos hasta el momento, vemos que insuficiente para determinar si la carga puede ser soportada con seguridad por cada elemento. El hecho de algún elemento se rompa o no bajo la carga dada, depende claramente,además de la fuerza que soporta, del área transversal A y del material del elemento.  La fuerza por unidad de área, o la intensidad de las fuerzas distribuidas a través de una sección dada, se llama esfuerzo.  Si se aplica una fuerza sobre una sección determinada, las componentes de esta fuerza producirán un esfuerzo normal y dos esfuerzos cortantes.  En el sistema SI, la magnitud del esfuerzoes: N/m2 = Pa; en el sistema inglés se mide en lbf/pulg2 (PSI).  Esfuerzo Normal:  Cuando las fuerzas actúan a lo largo del eje de la varilla, se dice que la varilla se encuentra bajo carga axial, la cual origina un esfuerzo normal, cuyo valor promedio se determina como:



P A

 El esfuerzo normal puede ser esfuerzo de tensión o esfuerzo de compresión.
 Esfuerzo Cortante:  Seobtiene cuando se aplican fuerzas transversales.  La fuerza resultante P. actúa en el plano del área seccionada. Al dividir l fuerza cortante P entre el área de la sección, se obtiene el esfuerzo cortante promedio, cuyo valor se determina por:

 prom 

V A

V

 Se presenta comúnmente en pernos, pasadores y remaches utilizados para conectar diversos elementos
estructurales y componentes demáquinas.

Cortante simple

Cortante doble

WA
Ingeniería Industrial

1

Semestre 2012 – 3 15-enero-12

 Problemas de Aplicación: 1) Dos varillas cilíndricas sólidas AB y BC están soldadas en B y cargadas como se muestra. Sabiendo que d1=30mm y d2=50mm, calcula el esfuerzo normal promedio en la sección central de a) la varilla AB, b) la varilla BC. 2) La rueda de soporte se mantieneen su lugar bajo la pata de un andamio por medio de un pasador de 4mm de diámetro como se muestra en la figura. Si la rueda está sometida a una fuerza normal de 3kN, determina el esfuerzo cortante promedio generado en el pasador. Desprecia la fricción entre la pata del andamio y el tubo sobre la rueda.

3)

La lámpara con un peso de 50lb está soportada por tres barras de acero conectadas porun anillo en A. determina el ángulo de orientación  de AC tal que el esfuerzo normal producido en la barra AC sea el doble del esfuerzo normal promedio de la barra AD. ¿Cuál es la magnitud del esfuerzo en cada barra?

4)

Dos elementos de madera de sección transversal rectangular uniforme están unidos por un empalme pegado sencillo al sesgo como se muestra en la figura. Sabiendo que P =2400lb, determina los esfuerzos normales y de corte en el empalme encolado.

DISEÑOS DE CONEXIONES SIMPLES  Esfuerzo de apoyo en conexiones:  Se producen en la superficie de apoyo de pernos, pasadores y remaches.  Se conocen como “esfuerzos de aplastamiento”.  Su valor nominal promedio, se obtiene al dividir la carga P entre el área del rectángulo que representa la proyección del perno sobre lasección de la placa



P P  A t .d

WA
Ingeniería Industrial

2

Semestre 2012 – 3 15-enero-12

 Esfuerzos normales máximos:  Los agujeros en las conexiones reducen el área neta de la sección transversal de los elementos ocasionando mayores esfuerzos.  El elemento de la figura tiene un agujero de diámetro “D”. la fuerza P es equilibrada por la fuerza de aplastamiento que recibeel perno y dependiendo de si P es de tracción y compresión, el perno aplica hacia uno u otro lado del agujero.

 Para el caso de tensión, la fuerza de aplastamiento actúa sobre la parte
derecha aislada cuyo equilibrio es logrado por esfuerzos normales actuando sobre el área reducida, es decir: P  t . (b  D)

 Para el caso de compresión, vemos que en la sección de menor área no
actúa...