Fotoelasticidad

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA
MECÁNICA Y ELÉCTRICAUNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

MECANICA DE LOS MATERIALES I

PRACTICA 1

“FOTOELASTICIDAD”

4MM8

CARRERA:
INGENIERÍA MECÁNICA

EQUIPO NÚMERO:
7

INTEGRANTES:
DE LA CRUZ PINEDA CYNTHIA MARIANA
DE LA MERCED CASTILLO JUAN CARLOS
JARAMILLO ROMERO JUAN EDUARDO
AGUILAR VALDÉS OTILIO

ÍNDICE.TITULO # DE PAGINA
Objetivo de la práctica 3
Presentación 4
Investigación 10
Fundamentos 13
Avances 14
Aplicaciones 15
Hallazgos 16
Conclusiones 16
Bibliografía 17

Nombre de la práctica: fotoelasticidad

Objetivo de la práctica:

La fotoelasticidad es una técnica experimental para la medición de esfuerzos y deformaciones. Se basa en el uso de luz para dibujar figuras sobrepiezas que están siendo sometidas a esfuerzos. Las figuras que se dibujan son semejantes a las mostradas al realizar un análisis de elementos finitos ya que se pueden observar contornos y colores.

La medición se logra al evaluar el cambio del índice de refracción de la pieza al someterse a una carga (piezas trasparentes). En el caso de una pieza no trasparente, se cubre la pieza con una resinabirrefringente.

Los componentes usados son probetas o modelos de plástico transparente, que bajo carga mecánica tienen un efecto de refracción óptica.

Los filtros de polarización permiten representar en colores la distribución de las tensiones.


Presentación:

Esfuerzo y deformación

Los Conceptos fundamentales de esfuerzo y deformación pueden ejemplificarse, si se considera una barraprismática cargada con fuerzas axiales P en los extremos como se muestra en la figura 1. Una barra prismática es un miembro estructural recto con sección transversal constante en toda su longitud. En este ejemplo, las fuerzas producen un alargamiento uniforme de la barra, por lo que se dice que se encuentra en tensión.

Se distinguen dos direcciones para las fuerzas, las que son normales alárea en la que se aplican y las que son paralelas al área en que se aplican. Si la fuerza aplicada no es normal ni paralela a la superficie, siempre puede descomponerse en la suma vectorial de otras dos que siempre resultan ser una normal y la otra paralela.

Figura 1. Tensión normal en una barra prismática.



Los esfuerzos con dirección normal a la sección, se denotan como s (sigma) yrepresenta un esfuerzo de tracción cuando apunta hacia afuera de la sección, tratando de estirar al elemento analizado. En cambio, representa un esfuerzo de compresión cuando apunta hacia la sección, tratando de aplastar al elemento analizado. El esfuerzo con dirección paralela al área en la que se aplica se denota como t (tau) y representa un esfuerzo de corte.

Este esfuerzo, trata de cortar elelemento analizado, tal como una tijera cuando corta papel, uno de sus filos mueven el papel hacia un lado mientras el otro filo lo mueve en dirección contraria resultando en el desgarre del papel a lo largo de una línea. Las unidades de los esfuerzos son las mismas que para la presión, fuerza dividida por área, se utilizan con frecuencia: MPa, psi, Kpsi, Kg/mm2, Kg/cm2. Se analizará la situación deun trozo pequeño de material ubicado dentro de una viga u otro elemento estructural. Este cubo tiene seis caras y en cada una de ellas se considerará que actúan tres esfuerzos internos: uno normal y dos de corte. La notación utilizada es: sx para el esfuerzo normal aplicado en la cara normal al eje x, de igual forma se definen sy, sz. Para los esfuerzos cortantes, la notación es tab que denota elesfuerzo de corte que actúa en la cara normal al eje ‘a’ y que apunta en la dirección del eje ‘b’. El esfuerzo cortante se determina dividiendo la fuerza cortante V entre el área A.


Al interior de un elemento bajo carga cada punto del cuerpo tiene valores particulares para estas 18 variables (cada cara del cubo dx dy dz tiene tres esfuerzos, uno normal y dos de corte), al analizar un punto...