esfuerzo axial

2. ESFUERZOS AXIALES
2.1 DIAGRAMA DE ESFUERZO Vs. DEFORMACION.
Este permite determinar las propiedades mecánicas de los materiales y son de
gran importancia para el diseñador, ya que con estas propiedades pueden
comprobar que los esfuerzos inducidos en los elementos, estructuras o equipos
diseñados no sobrepasen la resistencia del material y de este modo estar seguro
que lo que ha diseñadova cumplirá los requisitos de funcionamiento.
Esfuerzo
PROPIEDADES
MECANICAS

Rigidez
Ductilidad

Las propiedades mecánicas mas conocidas son; la rigidez, el esfuerzo y la
ductilidad.
Los ensayos de laboratorio relacionados con carga axial son:
•

Ensayo de tensión para materiales dúctiles como el acero, aluminio y cobre.
La probeta se somete a fuerzas de tracción tal como puedeverse en la
figura 13.

Figura 13. Espécimen sometido a fuerzas de tracción

P

P
LO

Los procedimientos para llevar a cabo el ensayo de tensión se detallan en las
normas Icontec; No. 2 Tracción para productos de acero, y en maderas, No. 944
Tracción paralela al grano y No. 961 Tracción perpendicular al grano.
•

Ensayo de compresión para materiales frágiles como el Vidrio, Madera,Concreto y la Fundición. La probeta se carga a compresión tal como se
observa en la figura 14.

Figura 14. Espécimen sometido a fuerzas de compresión

P

P
LO

Los procedimientos para el ensayo de compresión en maderas se definen en las
normas Icontec No. 784 y No. 785, compresión axial paralela al grano y
compresión axial perpendicular al grano respectivamente.
Donde:
Lo: Longitudinicial de calibración
P : Carga gradualmente aplicada con la cual se toman las respectivas lecturas de
deformación.
En estos ensayos los datos tomados son:
•
•

Carga Aplicada: empleada en el cálculo del esfuerzo.
Deformación: empleada en el cálculo de la deformación unitaria.

Las propiedades mecánicas se determinan a partir de ensayos destructivos a
partir de probetas normalizadas.
Enel ejemplo dado a continuación se tabulan los datos de la carga y la
deformación tomados de un ensayo de tensión de materiales. Los valores de la
carga se dan en intervalos de cien unidades y los datos de deformación en
intervalos de dos unidades.
CARGA
100
200
300
400
500
600
700
700
800
900
1500
1600
3000

DEFORMACION
2
4
6
8
11
16
25
40
120
160
180
rotura

Seobserva que hasta 400 unidades de carga, la deformación presentada es de
dos unidades de deformación. Por lo tanto se concluye que hasta este punto
existe una linealidad entre la carga aplicada y lo que se deforma el material,
puesto que por cada cien unidades de carga hay 2 unidades de deformación lineal.
Más allá de 400 se pierde la linealidad. Cuando se llega al punto donde la carga
es de700 unidades se observa que sin existir un incremento, el material sigue
deformándose. Esta situación se le conoce con el nombre de FLUENCIA o
CEDENCIA. La carga sigue incrementándose hasta un punto donde en el material
comienza a aparecer una garganta; a este punto se le llama ÚLTIMO, y finalmente
el material romperá siendo este el punto de ROTURA.
Tales situaciones se detallan en la figura15, llamada ESFUERZO vs.
DEFORMACIÓN UNITARIA de ingeniería. En el eje de las ordenadas se
representan los esfuerzos normales y en el eje de las abscisas las deformaciones
unitarias.
El esfuerzo se calcula dividiendo la fuerza entre el área transversal de la probeta y
la deformación unitaria se calcula dividiendo la deformación entre la longitud inicial
de calibración (Lo) de la probeta.Figura 15. Diagrama Esfuerzo Vs. Deformación Unitaria en un material dúctil.

σ
D

E

C
A

B

∈
En la gráfica los puntos A, B, C, D y E son las propiedades mecánicas,
comúnmente denominados resistencia del material. A continuación se define cada
uno de ellos:

σ LP (A) Esfuerzo en el límite proporcional: Valor del esfuerzo hasta donde
existe proporcionalidad entre el esfuerzo y la...