Instituto Universitario Politécnico

«Santiago Mariño»Extensión Porlamar

Esfuerzo y

DeformaciónBr: Eliomar Hernández C.I: 24,107,516

Ing.: Julián Carneiro

¿ Que es Esfuerzo? El ESFUERZO es la Fuerza que actúa sobre un cuerpo y que tiende a estirarla (tracción), aplastarla (compresión), doblarla (flexión), cortarla (corte) o retorcerla (torsión).

También se entiende por ESFUERZO a la fuerza por unidad de área, la cual se denota con la letra griega sigma(σ)

Donde P es fuerza axialY, A Es el área de la sección transversal.

Tipos de EsfuerzosTracción. Hace que se separen entre sí las distintas partículas que componen una pieza, tendiendo a alargarla. Por ejemplo, cuando se cuelga de una cadena una lámpara, la cadena queda sometida a un esfuerzo de tracción, tendiendo a aumentar su longitud.

Compresión. Hace que se aproximen las diferentes partículas de un material, tendiendo a producir acortamientos o aplastamientos. Cuando nos sentamos en una silla, sometemos a las patas a un esfuerzo de compresión, con lo que tiende a disminuir su altura.

Cizallamiento o cortadura. Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a la pieza, haciendo que las partículas del material tiendan a resbalar o desplazarse las unas sobre las otras. Al cortar con unas tijeras un papel estamos provocando que unas partículas tiendan a deslizarse sobre otras. Los puntos sobre los que apoyan las vigas están sometidos a cizallamiento.

Flexión. Es una combinación de compresión y de tracción. Mientras que las fibras superiores 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.

Torsión. Las fuerzas de torsión son las que hacen que una pieza tienda a retorcerse sobre su eje central. Están sometidos a esfuerzos de torsión los ejes, las manivelas y los cigüeñales.

Unidades de esfuerzo

¿ Que es deformación?La deformación 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

Tipos de Deformación

Elasticidad : El material recupera su forma y su volumen original cuando cesa el esfuerzo. Es por tanto una deformación transitoria y ocurre por ejemplo durante la propagación de las ondas sísmicas.

Plasticidaden la cual la deformación permanece después de haber cesado el esfuerzo.

Por rotura: en la que el esfuerzo hace perder la cohesión entre las partículas del material y éste se fractura.

Diagrama de Esfuerzo y Deformación

La curva usual Esfuerzo - Deformación (llamada también convencional, tecnológica, de ingeniería o nominal), expresa tanto el esfuerzo como la deformación en términos de las dimensiones originales de la probeta, un procedimiento muy útil cuando se está interesado en determinar los datos de resistencia y ductilidad para propósito de diseño en ingeniería

Limite de proporcionalidad

Limite de elasticidad

Esfuerzo máximo

valor de la tensión por debajo de la cual el alargamiento es proporcional a la carga aplicada.

Es la máxima tensión aplicable sin que se produzcan deformaciones permanentes en el material.

Es la máxima ordenada en la curva esfuerzo deformación.

Punto de fluencia Punto de cedencia

Punto de ruptura

es el punto donde comienza el fenómeno conocido como fluencia, que consiste en un alargamiento muy rápido sin que varíe la tensión aplicada en un ensayo de tracción

es el valor que se alcanza de un esfuerzo, mayor del límite elástico, al cual el material continúa deformándose sin que haya incremento de la carga. 

se obtiene por lo general realizando un ensayo de tracción y registrando la tensión en función de la deformación (o alargamiento); el punto más elevado de la curva tensión-deformación es la tensión de rotura.

la ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos de estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada sobre el mismo :

siendo   el alargamiento,   la longitud original,  : módulo de Young,   la sección transversal de la pieza estirada. La ley se aplica a materiales elásticos hasta un límite denominado límite elástico.

Ley De Hooke

Esta ley recibe su nombre de Robert Hooke, físico británico contemporáneo de Isaac Newton, y contribuyente prolífico de la arquitectura. Esta ley comprende numerosas disciplinas, siendo utilizada en ingeniería y construcción, así como en la ciencia de los materiales. Ante el temor de que alguien se apoderara de su descubrimiento, Hooke lo publicó en forma de un famoso anagrama, ceiiinosssttuv, revelando su contenido un par de años más tarde. El anagrama significa Ut tensio sic vis ("como la extensión, así la fuerza").

Ley de Hooke y su creador Robert Hooke

Thomas YoungYoung es célebre por su experimento de la doble rendija que mostraba la naturaleza ondulatoria de la luz y por haber ayudado a descifrar los jeroglíficos egipcios a partir de la piedra Rosetta.

Durante sus años como profesor de la Royal Institution realizó 91 conferencias sobre muy diversos temas. Estas conferencias fueron publicadas en 1807 bajo el título: Course of Lectures on Natural Philosophy y contenían un buen número de anticipaciones de teorías que serían desarrolladas con posterioridad. Presentó la teoría de la visión del color denominada Young-Helmholtz.

Ejemplos:

Las fuerzas internas de un elemento están ubicados dentro del material por lo que se distribuyen en todas las áreas, justamente se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área. La Resistencia del material no es el único parámetro que debe utilizarse al diseñar o analizar una estructura , controlar las deformaciones para que la estructura cumpla con el propósito para el cual se diseño tiene la misma o mayor importancia.

Los materiales en su totalidad se deforman a una carga externa. Se sabe además que, hasta cierta carga limite el solido recobra sus dimensiones originales cuando se le descarga, la recuperación de las dimensiones originales al eliminar la carga es lo que caracteriza al comportamiento elástico. La carga limite por encima de la cual ya no se comporta elásticamente es el limite elástico.

El comportamiento general de los materiales bajo carga se puede clasificar como dúctil o frágil según que el material muestre o no capacidad para sufrir deformación plástica. Los materiales dúctiles exhiben una curva esfuerzo- deformación que llega a su máximo en el punto de resistencia a la tensión. En materiales mas frágiles, la carga máxima o resistencia a la tensión ocurre en el punto de falta. En materiales extremadamente frágiles, como las cerámicas el esfuerzo de fluencia, la resistencia a la tensión, y el esfuerzo de ruptura son iguales

Conclusion