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INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO SANTIAGO MARIO EXTENCIN PORLAMAR

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO SANTIAGO MARIOEXTENCIN PORLAMARESFUERZO Y DEFORMACIN

Anyelis Rivero

INTRODUCCINLa mejor manera de entender el comportamiento mecnico de un material es someterlo a una determinada accin (una fuerza) y medir su respuesta (la deformacin que se produzca). De este procedimiento se deducen las caractersticas accin respuesta del material. Debido a que la fuerza y la deformacin absolutas no definen adecuadamente para efectos comparativos las caractersticas de un material, es necesario establecer la relacin entre el esfuerzo y la deformacin unitaria.Esfuerzo se refiere a la causa de una deformacin, y deformacin se refiere al efecto de la deformacin. La fuerza descendente F causa el desplazamiento x.Por tanto, el esfuerzo es la fuerza; la deformacin es la elongacin.El esfuerzo se define aqu como la intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo. El esfuerzo se define en trminos de fuerza por unidad de rea.La deformacin se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe al esfuerzo, al cambio trmico, al cambio de humedad o a otras causas. Cuando la deformacin se define como el cambio por unidad de longitud en una dimensin lineal de un cuerpo, el cual va acompaado por un cambio de esfuerzo, se denomina deformacin unitaria debida a un esfuerzo. Es una razn o nmero no dimensional, y es, por lo tanto, la misma sin importar las unidades expresadas, su clculo se puede realizar mediante la siguiente expresin:e= e / L(14)Donde,e : es la deformacin unitariae : es la deformacinL: es la longitud del elemento

ESFUERZO Y DEFORMACIN

LA RESISTENCIA LTIMA

El trmino resistencia ltima est relacionado con el esfuerzo mximo que un material puede desarrollar. La resistencia a la tensiones el mximo esfuerzo de tensin que un material es capaz de desarrollar. La figura siguiente muestra, esquemticamente, las relaciones entre esfuerzo y deformacin para un metal dctil y un metal no dctil cargado hasta la ruptura por tensin:Compresin La resistencia a la compresin es el mximo esfuerzo de compresin que un material es capaz de desarrollar. Con un material quebradizo que falla en compresin por ruptura, la resistencia a la compresin posee un valor definido. En el caso de los materiales que no fallan en compresin por una fractura desmoronante (materiales dctiles, maleable o semiviscoso), el valor obtenido para la resistencia a la compresin es un valor arbitrario que depende del grado de distorsin considerado como falla efectiva del material. La siguiente figura muestra un diagrama caractersticos de esfuerzo y deformacin para materiales dctiles y no dctiles en compresin:

CLASIFICACIN DE EZFUERZOFuerza.Son esfuerzos que se pueden clasificar debido a las fuerzas. Generan desplazamiento. Dependiendo si estn contenidos (o son normales) en el plano que contiene al eje longitudinal tenemos:

Traccin.Es un esfuerzo en el sentido del eje. Tiende a alargar las fibras.

Compresin.Es una traccin negativa. Las fibras se acortan.

Normalal plano que contiene el eje longitudinal.

Cortadura.Tiende a cortar las piezas mediante desplazamiento de las secciones afectadas.

Momento.Son esfuerzos que se pueden clasificar debido a los momentos. Generan giros. Dependiendo si estn contenidos (o son normales) en el plano que contiene al eje longitudinal tenemos:

Flexin.El cuerpo se flexa, alargndose unas fibras y acortndose otras.Normalal plano que contiene el eje longitudinal.Torsin.Las cargas tienden a retorcer las piezas.

Esfuerzos Normales Axiales

Esfuerzos normales: son aquellos debidos a fuerzas perpendiculares a la seccin transversal.

Esfuerzos axiales: son aquellos debidos a fuerzas que actan a lo largo del eje del elemento.Los esfuerzos normales axiales por lo general ocurren en elementos como cables, barras o columnas sometidos a fuerzas axiales (que actan a lo largo de su propio eje), las cuales pueden ser de tensin o de compresin.

Esfuerzo y deformacin uniaxial Esfuerzo y deformacin biaxial

Esfuerzo y deformacin triaxial. Esfuerzo de torsin Se define como la capacidad torsin de objetos en rotacin alrededor de un eje fijo. En otras palabras, es la multiplicacin de la fuerza y la distancia ms corta entre el punto de aplicacin de la fuerza y el eje fijo. De la definicin, tambin se puede inferir que, el par es una cantidad vectorial que tiene tanto la direccin como en magnitud. Sin embargo, ya que est girando alrededor de un eje fijo de su direccin puede ser en sentido horario o antihorario. Durante las explicaciones y ejemplos que dan la direccin "+" si se gira hacia la derecha y "-" si se gira hacia la izquierda. El par se muestra en la fsica con el smbolo "". Usted puede venir a travs torsin con otro nombre "momento". Ahora, examinemos dado imgenes una por una para entender torsin en detalle.

a) Lmite de proporcionalidad:Se observa que va desde el origen o hasta el punto llamado lmite de proporcionalidad.b) Limite de elasticidad o limite elstico:Es la tensin ms all del cual el material no recupera totalmente su forma original al ser descargado.c) Punto de fluencia:Es aquel donde en el aparece un considerable alargamiento o fluencia del material sin el correspondiente aumento de carga .d) Esfuerzo mximo:Es la mxima ordenada en la curva esfuerzo-deformacin.e) Esfuerzo de Rotura:Verdadero esfuerzo generado en un material durante la rotura.

DIAGRAMAEl diagrama es la curva resultante graficada con los valores del esfuerzo y la correspondiente deformacin unitaria en el espcimen calculado a partir de los datos de un ensayo de tensin o de compresin.

Elasticidad y plasticidad.

Elasticidad La elasticidad es aquella propiedad de un material por virtud de la cual las deformaciones causadas por el esfuerzo desaparecen al removrsele. Un cuerpo perfectamente elstico se concibe como uno que recobra completamente su forma y sus dimensiones originales al retirarse el esfuerzo.

PlasticidadLa plasticidad es aquella propiedad que permite al material sobrellevar deformacin permanente sin que sobrevenga la ruptura. Las deformaciones plsticas son causadas por deslizamientos inducidos por esfuerzos cortantes.Rigidez La rigidez tiene que ver con la deformabilidad relativa de un material bajo carga. Se le mide por la velocidad del esfuerzo con respecto a la deformacin. Mientras mayor sea el esfuerzo requerido para producir una deformacin dada, ms rgido se considera que es el material.Bajo un esfuerzo simple dentro del rango proporcional, la razn entre el esfuerzo y la deformacin correspondiente es denominada mdulo de elasticidad (E). Existen tres mdulos de elasticidad: el mdulo en tensin, el mdulo en compresin y el mdulo en cortante. Bajo el esfuerzo de tensin, esta medida de rigidez se denomina mdulo de Young; bajo corte simple la rigidez se denomina mdulo de rigidez.

Esfuerzo y deformacin por torsinEsfuerzos cortantesConclusinEn la ingeniera hace necesario el conocimiento de las propiedades fsicas de muchos materiales ya sean elsticos plsticos entre otros. Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de deformarse en el sentido de aplicacin de la fuerza.

La deformacin es el cambio en el tamao o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o ms fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatacin trmica. Por lo tanto el Esfuerzo se refiere a la causa de una deformacin, y deformacin se refiere al efecto de la deformacin. Existe dos tipos de esfuerzos, esfuerzo de tensin este ocurre cuando fuerzas iguales y opuestas se dirigen alejndose mutuamente y el esfuerzo de compresin que ocurre cuando fuerzas iguales y opuestas se dirigen una hacia la otra.