Estructuras

Objetivos:

Entender que los fenómenos de fuerza cortante y momento se pueden comprobar de manera experimental
Entender la distribución de las fuerzas de tensión y compresión producidas por el momento flexionarte en vigas distinto material y distinta forma.
Compararár los resultados teóricos con los experimentales y calculará su variación.





Investigación previa:

FuerzaCortante.

Es la suma algebraica de las fuerzas de un sistema determinado en equilibrio, a la izquierda o a la derecha de la sección de viga considerada.
En general, las vigas son de sección regular y tienen un plano vertical de simetría en el que se considera que actúan cargas y reacciones y en el que por lo tanto se efectúa “la Flexión; si la viga está en equilibrio, cargas y reacciones constituiránun sistema coplanar también en equilibrio.
Este sistema externo ejercerá cierta acción interna en la viga, lo que puede ser investigado tomando en cualquier parte de su longitud una porción diferencial de viga. Si se aisla esta porción elemental y se determinan las fuerzas y momentos que actúan en sus caras, se habrán investigado las acciones internas a que está sometida la VIGA FLEXIONADA en elpunto considerado.


La fuerza cortante es máxima en los apoyos

Al cortar una viga siempre hay una fuerza y se produce un par. Si la suma de fuerzas a la izquierda es hacia arriba, las de la derecha serán hacia abajo y el cortante entonces es positivo.




Definición de Momento Flexionante.
Es igual a la suma algebraica de los momentos de un sistema de fuerzas determinado enequilibrio, a la izquierda o a la derecha de la sección considerada.
El cálculo del momento flexionante establece la FLEXIÓN DE LA VIGA





La concavidad de la viga por la flexión puede ser













El momento es máximo donde el cortante vale cero. El cortante es máximo en los apoyos.

















Equipo:




Marco de pruebas HI-TECH



Modelode Viga HST 9 para fuerza cortante instrumentada





Modelo de Viga HST 10 para momento flexionante instrumentada



Pesas


Introducción.

Cuando una viga se carga con fuerzas o pares, en el interior de la viga aparecen esfuerzos y deformaciones. Para determinarlos, debemos encontrar primero las fuerzas internas y los pares internos que actúan sobre las secciones transversales dela viga.

Para ilustrar como se encuentran estas fuerzas internas, consideremos una viga en voladizo (AB) cargada con una fuerza P en su extremo libre (Fig.).



Cortamos a través de la viga una sección transversal (MN) localizada a una distancia X del extremo libre y aislamos la parte izquierda de la viga como cuerpo libre. El cuerpo libre se mantiene en equilibrio sobre la fuerza P y losesfuerzos que actúan sobre la sección transversal cortada. Estos esfuerzos representan la acción de la parte derecha de la viga sobre la parte izquierda. En esta etapa del análisis no conocemos la distribución de los esfuerzos que actúan sobre la sección transversal; todo lo que sabemos es que la resultante de esfuerzos debe ser tal que mantenga el equilibrio del cuerpo libre.

De la estática,sabemos que la resultante de los esfuerzos que actúan sobre la sección transversal pueden reducirse a una fuerza cortante (V) y a un momento flexionante (M). Puesto que la carga P es transversal al eje de la viga, no existe ninguna fuerza axial en la sección transversal. La fuerza cortante y el momento flexionante actúan en el plano de la viga; es decir, el vector para la fuerza cortante seencuentra en el plano de la figura y el vector para el momento es perpendicular al plano de la figura.

Las fuerzas cortantes y los momentos flexionantes, al igual que las fuerzas axiales en barras y los pares internos de torsión en ejes o flechas, son resultantes de los esfuerzos distribuidos sobre la sección transversal; por tanto, estas cantidades se conocen en forma genérica como resultantes...