Diapositivas de resistencia de materiales-Walter Barrios Donado
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RESISTENCIA DE MATERIALES.
CONTENIDO
1.Elementos cargados axialmente.
1.1. Esfuerzo normal.
1.2. Deformación normal bajo carga axial.
1.3. Diagramas esfuerzo – deformación.
1.4. Esfuerzos y deformaciones verdaderas.
1.5. Ley de Hooke. Módulo de elasticidad.
1.6. Cargas repetidas. Fatiga.
1.7. Deformaciones de elementos sometidos a carga
axial.
1.8. Cambios de temperatura.
ELEMENTOS CARGADOS AXIALMENTE.
ESFUERZO NORMAL.
DEFORMACIÓN BAJO CARGA AXIAL
L
L 𝛿
ε = 𝛿/L DEFORMACIÓN UNITARIA.
ESFUERZOS Y DEFORMACIONES VERDADERAS.
Tensión real = 𝐹/𝐴𝑖
Ai = 𝐴𝑜/𝑒ϵ
PROBETA DE ENSAYO A TRACCION.
DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACIÓN
LEY DE HOOKE. MODULO DE ELASTICIDAD
El esfuerzo σ es directamente proporcional a la deformación ϵ
σ = E ϵ
RELACION DE POISSON
Γ = - 𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙
𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑎𝑥𝑖𝑎𝑙
DUCTILIDAD: Capacidad de un material de deformarse en el rango plástico.
PORCENTAJE DE REDUCCION DE AREA =( (Ao-Af)/Ao)*100%
PORCENTAJE DE ELONGACIÓN = ( (Lf-Lo)/Lo)*100%
RESILIENCIA: Es la capacidad del material de absorber energía en el rango elástico, el modulo de resiliencia es el área bajo la curva nominal tensión-deformación hasta el límite elástico. Los materiales más dúctiles son normalmente más tenaces que los frágiles.
TENACIDAD: Capacidad de absorber energía plástica antes de fracturarse.
CARGAS REPETIDAS FATIGA.
• 1845, RANKINE demostró que la reducción de las concentraciones de tensiones alargaba la vida del eje.
• En 1860 WӦHLER concluyó, después de ensayos, que las fuerzas necesarias para provocar la rotura con cargas dinámicas son muy inferiores a las necesarias en el caso estático y que existe un umbral por debajo del cual las probetas no se rompían (limite de fatiga).
CURVA S-N. Estas curvas se obtienen a través de una serie de ensayos donde una probeta del material se somete a tensiones cíclicas con una amplitud máxima relativamente grande (aproximadamente 2/3 de la resistencia estática a tracción). Se cuentan los ciclos hasta rotura. Este procedimiento se repite en otras probetas a amplitudes máximas decrecientes.
DEFORMACIONES DE ELEMENTOS SOMETIDOS A CARGA AXIAL.
Δ = (𝑃∗𝐿)/(𝐸 ∗𝐴)
EFECTOS DE LA TEMPERATURA.
ϵ = α(ΔT)
Factores de seguridad-Efecto ambientales-Tipo de falla-Precisión de los métodos de análisis-Calidad de fabricación-Posibilidad de fallas por fatiga-Irregularidades en construcción-Variación en propiedades de los materialesTipo de falla: súbita o gradual-Precisión de las cargas aplicadas-Probabilidad de sobrecarga accidental de la estructura, dinámica, estática o repetitiva
Factor seguridad = Esfuerzo fluencia/Esfuerzo aplicado
Factor seguridad = Esfuerzo ultimo / Esfuerzo aplicado
Factor seguridad = Carga ultima / Esfuerzo de servicio
Factor de seguridadMayorización de cargasCoeficiente de reducción