Resumen De Esfuerzo Mecanico

ESFUERZO NORMAL
Es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones perpendiculares (normales) a la sección transversal de un prisma mecánico. Este tipo de solicitación formado por tensiones paralelas está directamente asociado a la tensión normal.
En una barra prismática (elemento con multitud de aplicaciones en máquinas que se caracteriza por presentar una sección transversal constanteen toda su longitud)

En el caso que nos ocupa dicha barra se dice que está sometida a una tensión por el hecho de que las fuerzas axiales producen en ella una deformación.
Para analizar las acciones internas que aparecen en la barra prismática originados por las fuerzas axiales se considera la sección que aparece al efectuar un corte imaginario en la sección mn perpendicular al ejelongitudinal de la barra. A esta sección se le denomina transversal. Se separa la porción de la barra situada a la derecha del corte considerándola un cuerpo libre.
La intensidad de la fuerza, o lo que es lo mismo la fuerza por unidad de superficie se denomina esfuerzo, fatiga o tensión y se denota por la letra griega s (sigma).
Si se supone, lo cual es lógico, que el esfuerzo tiene unadistribución uniforme sobre la sección transversal, es evidente que si A es el área de la sección transversal se tendrá que:
σ=FA
Ecuación que representa el esfuerzo, fatiga o tensión uniforme en una barra prismática de sección transversal con forma cualquiera cargada axialmente.
Las unidades de tensión, esfuerzo o fatiga normal σ son unidades de fuerza divididas por unidades de superficie. En el S.I.vendrá dado por N/m² o Pascales. Sin embargo como el Pascal es una unidad tan pequeña se suele utilizar el Mpa (Mega pascal) que equivale a 10⁶ Pascales o N/mm². Es frecuente medir el esfuerzo normal en Kp/cm² para ello F debe medirse en Kp y la superficie de la sección de corte en cm².
Ejemplo:

Una barra hexagonal (regular) con 50 mm de lado está sometido a unacarga axial de 150 N. Calcular el esfuerzo normal.
* Calculo del área
Lado=50mm=0.05m
Apotema = 43.3 mm= 0.0433m
Area=Perimetro x Apotema2=.05m6*.0433m2=.01299m22=.0064m2
Por lo tanto:
σ=FA=150N0064m2=23,094Pa=23.09KPa

Esfuerzo por flexión
Es ocasionado por una carga perpendicular al eje del elemento.

Es una combinación de compresión y de tracción. Mientras que las fibrassuperiores de la pieza sometida a un esfuerzo de flexión se alargan, las inferiores se acortan, o viceversa. Al saltar en la tabla del trampolín de una piscina, la tabla se flexiona. También se flexiona un panel de una estantería cuando se carga de libros o la barra donde se cuelgan las perchas en los armarios.
Para saber si nuestro elemento puede resistir la carga aplicada debemos de calcular suesfuerzo máximo. El cual es directamente proporcionar a la distancia del punto de análisis al eje del elemento, conocido como eje neutro o eje centroidal.
Para calcular el esfuerzo máximo tenemos la siguiente ecuación:
σmáx=McI
Donde:
σmáx= esfuerzo máximo
M = Momentos flexionante (Desde el punto de la carga al punto de soporte)
c = distancia del eje centroidal al punto de analisis
I =momento de inercia de la sección transversal con respecto a su eje neutro
El momento de inercia refleja la distribución de masa de un cuerpo o de un sistema de partículas en rotación, respecto a un eje de giro. El momento de inercia sólo depende de la geometría del cuerpo y de la posición del eje de giro; pero no depende de las fuerzas que intervienen en el movimiento.
A continuación semuestra una tabla con algunos momentos de inercia básicos:
Circulo | I=π*D464 |
Cuadrado | I=lado412 |
Rectángulo
Con respeto a la altura | I=base*altura312 |
Rectángulo
Con respeto a la base | I=base*altura33 |

Para entender un poco más este concepto, veamos el siguiente ejemplo con una figura básica:

200N
200N
Punto de análisis
Punto de análisis
80cm
80cm
Ø 1.2cm...