Esfuerzos: Consideraciones De Diseño

Mecánica de Sólidos III

Tema: ¨Esfuerzos: Consideraciones de diseño¨

Determinación de la resistencia última de un material
Un diseñador debe considerar elementos importantes, tal como elcomportamiento de un material seleccionado cuando se someta a una carga. Esto se hace por medio de ensayos específicos sobre muestras de ese material, sometiéndolo a una fuerza conocida y midiendo loscambios de longitud y diámetro que esta produce. La máxima fuerza que soportará el material antes de romperse se llama carga última del material y se denota como PU. Ya que esta carga es centrada, aldividirse entre el área transversal original se obtiene el esfuerzo último normal del material o resistencia última de la tensión, es decir:
σU=PUA
Los procedimientos para determinar el esfuerzocortante último o resistencia última al corte son varios. Uno, más directo pero menos exacto, consiste en sujetar una barra rectangular o redonda en una herramienta de corte y aplicarle una fuerza P enaumento hasta obtener la PU . Si el material descansa sobre ambos dados endurecidos se obtiene la carga última para cortante doble. En general, el esfuerzo cortante último τU se obtiene dividiendo la cargaúltima entre el área de corte.

Carga permisible y esfuerzos permisibles
Un ingeniero debe garantizar la seguridad del miembro estructural o mecánico que está diseñando. Para ello, debe restringirel esfuerzo del material a un nivel seguro, escogiendo un esfuerzo permisible que limite la carga aplicada a un valor menor que el que el miembro puede soportar.
La máxima carga que puede soportarun elemento estructural o máquina en condiciones normales de uso es más pequeña que la carga última y se conoce como carga permisible, carga de trabajo o carga de diseño. Una manera de especificar lacarga permisible para el diseño o análisis de un miembro consiste en el uso del número llamado factor de seguridad (FS), que es la razón de la carga de falla dividida entre la carga permisible...