Analisis Economico

En general, cuando se somete un material a un conjunto de fuerzas se produce tanto flexión, como cizallamiento o torsión, todos estos esfuerzos conllevan la aparición de tensiones tanto de tracción como de compresión. Aunque en ingeniería se distingue entre el esfuerzo de compresión (axial) y las tensiones de compresión
La estructura de compresión es un estado de tensión en el cual laspartículas se aprietan entre sí. Una columna sobre la cual se apoya una carga, se halla sometida a una solicitación a la compresión. Los materiales, bajo esfuerzo de tracción o compresión se deforman primero elásticamente (deformación recuperable) y luego plásticamente (deformación permanente).

BASE TEORICA


Fuerzas y Momentos Internos:

Los elementos de estructuras o máquinas están sometidos ala acción de fuerzas y momentos externos. Estas fuerzas y momentos externos generan en las secciones internas de los cuerpos, FUERZAS Y MOMENTOS INTERNOS que cuando sobrepasan a las fuerzas de atracción de las moléculas del material producen la separación o rotura de la pieza.


Límite de Proporcionalidad:

El valor aproximado de F_p (fuerza límite de proporcionalidad), se puede determinarpor el punto donde comienza la divergencia de la curva de compresión y la continuación del segmento rectilíneo. Se considera como F_p el valor en cuya presencia la desviación de la dependencia lineal entre la carga y el alargamiento, alcanza un 50%.













Resistencia de Compresión:

La resistencia a la compresión es la carga (o peso) por unidad de área a la que el materialfalla (se rompe) por fracturación por cizalla o extensional.

La resistencia a la compresión uniaxial (i.e., longitudinal) se mide en una prensa hidráulica que registra el esfuerzo compresor (sl) aplicado sobre una probeta de material en una dirección del espacio, y la deformación lineal (el) inducida en esa misma dirección.


Es importante indicar que los resultados obtenidos en losexperimentos de resistencia a la compresión para un mismo material dependen de la forma y tamaño de la probeta. Así, los prismas y cilindros largos presentan menores resistencias a la compresión que los cubos con la misma área de sección, y estos a sus veces menores que los prismas y cilindros cortos. Igualmente, la resistencia a la compresión depende de la tasa de aplicación de la carga, de forma que amayores velocidades de compresión mayor es el valor de la resistencia.

El esfuerzo es igual a la fuerza aplicada por sección o superficie:


σ_r=F_r/S
Dónde:

Fl : Es la fuerza aplicada longitudinalmente, expresada en newtons (N=kg•m•s-2)
S: Es la sección de la probeta (m2) y
Sl: Es el esfuerzo lineal expresado en Pa (N/m2), dinas/cm2 o kg/m2. Dado que la fuerza es un vector, también loes el esfuerzo. Así, dado que el signo de la fuerza se toma negativo por convenio cuando es compresiva, y positivo cuando es tensional, el esfuerzo compresor es negativo y el tensor es positivo.

La deformación inducida sobre un cuerpo debido a la acción de un campo de fuerzas exteriores puede ser elástica o plástica. La deformación es elástica cuando el cuerpo recupera su forma y volumeniniciales una vez cesada la acción de las fuerzas externas. En caso contrario, la deformación es plástica (esto es, si la deformación persiste en parte). El que la deformación sea elástica o plástica depende de la naturaleza del cuerpo, de la temperatura, y del grado y tasa (velocidad) de deformación al que ha sido sometido. A temperatura constante, los materiales se comportan normalmente como elásticoscuando los esfuerzos aplicados son pequeños, si bien se tornan plásticos cuando los esfuerzos superan un cierto límite.

La proporcionalidad entre el esfuerzo y la deformación en el tramo de la ley de Hooke permite definir el módulo de Young o módulo de elasticidad (E). Este módulo es la constante de proporcionalidad, de manera que:

E=σ_r/E_t

Donde el módulo de elasticidad E es...