Propiedades

LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

PRESENTADO POR:
RAUL ANDRES AMAYA CATAÑO
JORGE ANDRES GOMEZ SANCHEZ
JACKSON GONZALEZ
BREINER ALFONSO CONSTANTE CHARRIS

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA
ING. DE MINAS
V SEMESTRE
2012
LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

PRESENTADO POR:
RAUL ANDRES AMAYA CATAÑO
JORGE ANDRES GOMEZ SANCHEZ
JACKSON GONZALEZ
BREINERALFONSO CONSTANTE CHARRIS

PRESENTADO A:
ING. PASCUAL FONSECA

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA
ING. DE MINAS
V SEMESTRE
2012

MARCO TEORICO.

ESFUERZO Y DEFORMACION
Introducción
El diseño de cualquier elemento o de un sistema estructural implica responder dos preguntas: ¿El elemento es Resistente a las cargas aplicadas? y ¿Tendrá la suficiente rigidez para que lasdeformaciones no sean excesivas e inadmisibles? Las respuestas a estas preguntas implican el análisis de la resistencia y rigidez de una estructura, aspectos que forman parte de sus requisitos. Estos análisis comienzan por la introducción de nuevos conceptos que son el esfuerzo y la deformación, aspectos que serán definidos a continuación (Salvadori y Heller, 1998; Timoshenko y Young, 2000).
EsfuerzoIdea y necesidad del concepto de esfuerzo
Las fuerzas internas de un elemento están ubicadas dentro del material por lo que se distribuyen en toda el Área; justamente se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, la cual se denota con la letra griega sigma (σ) y Es un parámetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que establece una base común de Referencia.

σ = P/ ADonde: P≡ Fuerza axial;
A≡ Area de la sección transversal.

Cabe destacar que la fuerza empleada en la ec. 1 debe ser perpendicular al área analizada y aplicada en el centroide del área para así tener un valor de σ constante que se distribuye uniformemente en el área aplicada. La ec. 1 no es válida para los otros tipos de fuerzas internas1; existe otro tipo de ecuación que determine elesfuerzo para las otras fuerzas, ya que los esfuerzos se distribuyen de otra forma.

Unidades
El esfuerzo utiliza unidades de fuerza sobre unidades de área, en el sistema internacional (SI) la fuerza es en Newton (N) y el área en metros cuadrados (m2), el esfuerzo se expresa por N/m2 o pascal (Pa). Esta unidad es pequeña por lo que se emplean múltiplos como el es el kilopascal (kPa), megapascal(MPa) o gigapascal (GPa). En el sistema americano, la fuerza es en libras y el área en pulgadas cuadradas, así el esfuerzo queda en libras sobre pulgadas cuadradas (psi). Particularmente en Venezuela la unidad más empleada es el kgf/cm2 para denotar los valores relacionados con el esfuerzo (Beer y Johnston, 1993; Popov, 1996; Singer y Pytel, 1982; Timoshenko y Young, 2000).

Deformación
ConceptoLa resistencia del material no es el único parámetro que debe utilizarse al diseñar o analizar una estructura; controlar las deformaciones para que la estructura cumpla con el propósito para el cual se diseñó tiene la misma o mayor importancia. El análisis de las deformaciones se relaciona con los cambios en la forma de la estructura que generan las cargas aplicadas.

Una barra sometida a unafuerza axial de tracción aumentara su longitud inicial; se puede observar que bajo la misma carga pero con una longitud mayor este aumento o alargamiento se incrementará también. Por ello definir la deformación (ε) como el cociente entre el alargamiento δ y la longitud inicial L, indica que sobre la barra la deformación es la misma porque si aumenta L también aumentaría δ. Matemáticamente ladeformación sería:

Ε= δ/ L

Al observar la ec. 2 se obtiene que la deformación es un valor adimensional siendo el orden de magnitud en
los casos del análisis estructural alrededor de 0,0012, lo cual es un valor pequeño (Beer y Johnston, 1993; Popov,
1996; Singer y Pytel, 1982).

Diagrama esfuerzo – deformación
El diseño de elementos estructurales implica determinar la resistencia y rigidez del...