Teoria De Fallas

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEON
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

PROFESOR: JUAN ANTONIO RABELO
MATERIA: DISEÑO DE MAQUINAS
TRABAJO: TEORÍAS DE FALLA
ALUMNO: EDGAR ALEJANDRO LÓPEZ LÓPEZ
MATRICULA: 1472679

FECHA: 10 DE FEBRERO DE 2012

Teorías de falla
Todo elemento de máquina que se fabrica con materiales dúctiles, que essometido a cargas estáticas, se fracturara cuando este supere su ultima resistencia, aun que en general para piezas de maquinaria se considera que el material ha fallado cuando se ha superado su límite elástico (Sy).
Estas teorías son utilizados para determinar los esfuerzos estáticos que son permitidos en estructuras o partes de maquinas y estas dependen del tipo de material que se utiliza.
De talmanera que la falla de un elemento se refiere a la pérdida de su funcionalidad, es decir cuando una pieza o una máquina dejan de ser útiles.
Esta falta de funcionalidad se dar por:
* Rotura
* Distorsión Permanente
* Degradación
* Etc.

En base a datos experimentales se han establecido diferentes teorías para explicar la falla de materiales dúctiles bajo cargas estáticasactualmente se consideran estas teorías:

* Teoría de la energía de la distorsión (Richard Edler von Mises y Heinrich Hencky)
* Teoría del esfuerzo cortante máximo (Henri Tresca)
* Teoría del esfuerzo normal máximo (William Rankine)
Al diseñar elementos mecánicos que resistan las fallas se debe estar seguro de que los esfuerzos internos no rebasen la resistencia del material. Si el que seempleara es dúctil entonces lo que más interesa es la resistencia de fluencia ya que una deformación permanente sería considerada como falla. Sin embargo existen excepciones a esta regla
Al diseñar elementos que se hicieron con material frágil, también es necesario recordar que la resistencia última a la compresión es mucho mayor que a la tensión , y la resistencia en los materiales dúctiles soncasi las mismas a la tensión que a la compresión


Teoría de la energía de distorsión
Esta teoría se origino a partir de la observación de que materiales dúctiles, sometidos a esfuerzo hidrostático, tenían resistencias de fluencia muy superiores a los valores obtenidos por el ensayo de tensión simple.
Y se formulo gracias al siguiente razonamiento:
Por qué no considerar la energía total dela deformación y restar de ella la energía utilizada, para producir únicamente un cambio de volumen?. Así la energía será correspondiente a la distorsión.
De acuerdo con este criterio una pieza resistente o elemento estructural falla cuando en alguno de sus puntos la energía de distorsión por unidad de volumen rebasa un cierto umbral:
F.S.=syσrm σrm= σ12+σ22-σ1σ2
Donde:F.S. = Factor de seguridad
σrm= Esfuerzo de Von mises
Sy = esfuerzo de sedancia
σ= esfuerzo

Se demuestra que la falla de materiales dúctiles sometidos a cargas estáticas, se debe a la tención cortante.
Esta es la teoría de falla más adecuada para materiales dúctiles y uniformes, y que su resistencia al corte sea menor a la de tracción.
Y consiste básicamente en determinar la denominadatensión efectiva de von mises, tras haber determinado el estado de tenciones del punto crítico.
Una vez obtenida la tensión de von mises, se compara con el limite elástico del material (Sy), y obtenemos el coeficiente de seguridad del material.

Teoría del esfuerzo cortante máximo
Esta teoría fue propuesta por Henri Tresca, bajo este criterio una pieza resistente o elemento estructural fallacuando en alguno de sus puntos sucede que el esfuerzo cortante máximo ocurre a 45grados de la superficie de tensión:
τmax≥σy2
Siendo: σy : La tensión de límite elástico del material de la pieza.
La teoría establece:
“La falla de un elemento maquina, ocurre cuando la tensión máxima excede el limite elástico del material cortante”
Esta es una teoría fácil de emplear y siempre da predicciones...