Carga axial

4. CARGA AXIAL
4.1. DEFORMACIONES POR CARGA AXIAL
En esta unidad se analizará sólo el efecto de la carga axial sobre un elemento, para esto disponemos
de las siguientes 2.2., 2,7, 3.1., y 3.2., a lascuales adicionamos:
  l f  lo Ecuación 4.1.

Uniendo las cinco ecuaciones:

F

Ecuación 4.2.
E
A
l
AE
F
 Ecuación 4.3.
l
El área A, el módulo de elasticidad E y la longitud inicial L, sonvalores constantes, luego su
producto será otra constante, lo que conlleva a una ecuación similar a la ecuación de un resorte:
F = Kx Ecuación 4.4.

Con lo que llegamos a la conclusión que un metal secomportará como un resorte siempre y cuando
no sobrepase su límite de fluencia, por lo cual el análisis de elementos sometidos a carga axial
pueden hacerse de manera análoga a un sistema de resortes (enserie o en paralelo), de manera que:


FL
AE

Ecuación 4.5.
.

y para resortes en serie
:
n


i 1

Fi Li
Ai Ei

Ecuación 4.6.

4.2. ALGUNAS APROXIMACIONES
Al trabajar en la zona elástica de losmateriales, en dónde las deformaciones son muy pequeñas, son
válidas las siguientes aproximaciones:
Sen()  
Ecuación 4.7.
Cos()  1
Ecuación 4.8.
tan()  
Ecuación 4.9.
(1 + )n  1 + nEcuación 4.10.

4.3. ESFUERZO TÉRMICO
Cuando un material es sometido a un incremento de temperatura, se dilata; cuando su temperatura
disminuye, se contrae. Si se le permite al elemento la dilatación ocontracción, esto no genera ningún
esfuerzo adicional en el material; el problema radica cuando se le restringe esta libre dilatación o
contracción, ya que esta restricción genera un esfuerzo que seconoce como esfuerzo térmico.

La deformación de un material debido a un cambio de temperatura esta dada por:
T = (T)L

Ecuación 4.11.
.

Donde T: Deformación térmica
: Coeficiente de dilatacióntérmica (1/°C ó 1/°F)
T: Diferencial de temperatura
(T2-T1) en °C ó °F
L: Longitud inicial del elemento

4.4. CONCENTRADORES DE ESFUERZOS
Como se apreció en la sección 2.5. (Principio de saint...