Esfuerzos En Mecánica De Materiales

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA

Diseño de Elementos Mecánicos

Esfuerzos Normales
(Tensión, Compresión, Flexión, Torsión)

Reyes Rubí Josué Osmar 08280894
Enrique Gallegos Arzate 10280513

Unidad I

Metepec, Estado de México, Enero 2011
I: Esfuerzo
I.I: Cargas Internas Resultantes
I.II: Procedimiento de Análisis
I.III: Esfuerzo
I.III.I: EsfuerzoNormal
I.III.I.I: Ejemplo
I.III.II: Esfuerzo Cortante
I.III.II.I: Torsión
I.III.II.I.I: Ejemplo
I.III.II.II: Flexión
I.III.II.II.I: Ejemplo
I.IV: Conclusiones
I.V: Bibliografía

I: Esfuerzo:
I.I: Cargas Internas Resultantes
De forma inicial, las fuerzas y momentosinternos a que está sujeto un elemento, denominados como FR y MR, se consideran como normales y perpendiculares al área seccionada, sobre el plano. Colocando un sistema de coordenadas (x,y,z), se tienen las fuerzas normal (Nz, perpendicular al área), fuerza cortante (V paralelo al plano, segmentos resbalan entre si), momento torsional (Tz, fuerzas tuercen segmento respecto a otro) y momentoflexionante (M, flexionan cuerpo respecto a eje en plano)
I.II: Procedimiento de Análisis
Tras establecer esto, el procedimiento para analizar las cargas internas resultantes de una sección es el método de secciones. Por medio de este método se determina que las resultantes son equivalentes al sistema distribuido sobre el material del área seccionada. Esto es, si esta en reposo o velocidadconstante, las resultantes equilibran las cargas externas que actúan en cualquier segmento.
En primer lugar, el método requiere decidir el segmento a considerar, para calcular las reacciones que los soportes involucrados tendrán. Después se realiza el diagrama de cuerpo libre, generalmente de una sección o corte perpendicula, en cuya sección se indican las resultantes internas a calcular, N, V, T y M(si el diagrama es coplanar, no actua T)
Finalmente, las ecuaciones de equilibrio permiten determinar estas resultantes internas de forma similar a como se calcular en un análisis estático.
I.III: Esfuerzo
La determinación de las fuerzas y momentos internos resultantes en un punto sobre un área seccionada de determinado elemento permite representar los efectos resultantes de ladistribución de cargas verdaderas, siendo primordial la obtención de la carga misma. El medio para describir la distribución interna de fuerzas en cada punto requiere considerar un área seccionada subdividida en pequeñas áreas, a la vez que dos hipótesis (el material es continuo, de distribución uniforme; es cohesivo, sin fracturas ni grietas). Con esto en mente, se tienen las herramientas suficientes pararealizar el análisis de uno o varios elementos que componen una estructura o mecanismo, para determinar los esfuerzos a los que se haya sujeto; los cuales se dividen en esfuerzo normal (tensión o comprensión), esfuerzo cortante (flexión y torsión).
I.III.I: Esfuerzo Normal
También llamado axial o axil, es un esfuerzo interno resultante de las tensiones perpendiculares a la seccióntransversal de un prisma mecánico. Este tipo de solicitación está formado por tensiones paralelas directamente asociado a la tensión normal (Fig. 1-2)
[pic]
Esta ecuación expresa la intensidad del esfuerzo uniforme en una barra prismática con carga axial de forma arbitraria en su corte transversal.
Cuando la barra se estira debido a las fuerzas P, los esfuerzos son de tensión o de tracción, mientras quesi las fuerzas tienen una dirección contraria y comprimen la barra, se trata de esfuerzo de compresión. Para definir esto, se tiene una convención de signos, donde la tensión es positiva y la compresión es negativa.
I.III.I.I: Ejemplo
Un poste pequeño, construido con un tubo circular hueco de aluminio, soporta una carga de compresión de 26 klb. Los diámetros interno y externo del tubo...