elemento de maquinas i (capitulos i ii iii)
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ELEMENTOS DE MAQUINAS I
CAPITULOS I II Y III
REALIZADO POR: SILVIA ROMERO C.I 22.992.242
Todos los materiales metálicos tienen una
combinación de comportamiento elástico y plástico en mayor o menor proporción. Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de deformarse en el sentido de aplicación de la fuerza. En el caso del ensayo de tracción, la fuerza se aplica en dirección del eje de ella y por eso se denomina axial, la probeta se alargara en dirección de su longitud y se encogerá en el sentido o plano perpendicular. Aunque el esfuerzo y la deformación ocurren simultáneamente en el ensayo, los dos conceptos son completamente distintos.
Introducción
ESFUERZO Y DEFORMACIÓNCuando la deformación se define como el cambio por unidad de longitud en una dimensión lineal de un cuerpo, el cual va acompañado por un cambio
de esfuerzo, se denomina deformación unitaria debida a un esfuerzo.
Es la fuerza resultante de las tensiones
normales que actúan sobre dicha superficie. Si consideramos un sistema de coordenadas cartesianas en que el eje X esté alineado con el eje recto de la viga, y los ejes Y y Z estén alineados con las direcciones principales de inercia de la sección el tensor de tensiones ([T]xyz) y el esfuerzo normal (Nx) vienen dados por:
Esfuerzo
Es el cambio en el tamaño o forma de un
cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica.
Deformación
Deformaciones elásticas: La mayoría de las
propiedades de los aceros que son de interés para los ingenieros se pueden obtener directamente de sus curvas de esfuerzo deformación.
Características del esfuerzo y deformación del acero
Cuando al acero de pres fuerzo se le esfuerza hasta los
niveles que son usuales durante el tensado inicial y al actuar las cargas de servicio, se presenta una propiedad llamada relajamiento y se define como la pérdida de esfuerzo en un material esforzado mantenido con longitud constante. En los miembros de concreto pres forzado, el flujo plástico y la contracción del concreto así como las fluctuaciones de las cargas aplicadas producen cambios en la longitud del tendón. Sin embargo, cuando se calcula la pérdida en el esfuerzo del acero debida al relajamiento, se puede considerar la longitud constante.
Deformación por relajación
Número que expresa la resistencia que ofrece
un cuerpo, sometido a fuerzas tangenciales, a cambiar de forma.
Rigidez
Es la propiedad mecánica de un material
anelástico, natural, artificial, biológico o de otro tipo, de deformarse permanente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico.
Plasticidad
Diagramas esfuerzo-deformación
Curva de tensión-deformación
Diagrama de tensión–deformación típico de un acero de bajo límite de
fluencia.
Para el diseño mecánico de elementos con
geometrías complicadas la resistencia de materiales suele ser insuficiente y es necesario usar técnicas basadas en la teoría de la elasticidad o la mecánica de sólidos deformables más generales. Esos problemas planteados en términos de tensiones y deformaciones pueden entonces ser resueltos de forma muy aproximada con métodos numéricos como el análisis por elementos finitos.
Importancia
Ejercicios:
1) El brazo que se muestra en la figura, es parte de un eslabón en que la fuerza horizontal de 40kg es transferida a F2 que actúa en forma vertical. La manivela puede pivotar sobre el pin 0.
Solución:F2 x 5.5 = 40 x 4F2 = 29.09 kg
La fuerza descendente F2 provoca un momento respecto a la sección del pin, existe un momento de reacción interna
2) ejercicio
En ingeniería se denomina flexión al tipo de
deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que están diseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.
Flexión
Ejemplo de flexión
Es la separación de un sólido bajo tensión en
dos o más piezas. La ductilidad es la habilidad de un material para deformarse antes de fracturarse. Es una característica muy importante en el diseño estructural, puesto que un material dúctil es usualmente muy resistente a cargas de impacto. Tiene además la ventaja de "avisar" cuando va a ocurrir la fractura, al hacerse visible su gran deformación; mientras que, la fragilidades lo opuesto de ductilidad.
Fractura
Ejemplo
se denomina flexión al tipo de deformación
que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. Un caso típico son las vigas, las que están diseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.
Torsión
Torsión
Ejercicios de torsión
Halle el momento de torsión resultante en torno al punto A de la figura.
La deformación elástica obedece a la Ley de Hooke
constante de proporcionalidad E llamada módulo de elasticidad o de Young, representa la pendiente del segmento lineal de la gráfica Esfuerzo - Deformación, y puede ser interpretado como la rigidez, o sea, la resistencia del material a la deformación elástica. En la deformación plástica la Ley de Hooke deja de tener validez.
Como conclusión principal podemos decir que La Torsión en sí, se refiere a la deformación helicoidal que sufre un cuerpo cuando se le aplica un par de fuerzas (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrario).
Conclusión
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