Instituto Universitario Politécnico“Santiago Mariño”

Extensión- Porlamar

ESFUERZO Y DEFORMACION

Bachiller:Luna RosangelicaC.I: 22.996.737 7mo Semestre Ing. Industrial

Porlamar abril 2014

La mejor manera de entender el comportamiento mecánico de un material es someterlo a una determinada acción (una fuerza) y medir su respuesta (la deformación que se produzca). De este procedimiento se deducen las características acción – respuesta del material. Debido a que la fuerza y la deformación absolutas no definen adecuadamente para efectos comparativos las características de un material, es necesario establecer la relación entre el esfuerzo y la deformación unitaria. Esfuerzo se refiere a la causa de una deformación, y deformación se refiere al efecto de la deformación. La fuerza descendente F causa el desplazamiento x. Por tanto, el esfuerzo es la fuerza; la deformación es la elongación.

Introducción

El esfuerzo

se define como la intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo. El esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de área. Existen tres clases básicas de esfuerzos: intensivo, compresivo y corte.

Esta se computa sobre la base de las dimensiones del corte transversal de una pieza antes de la aplicación de la carga, que usualmente se llaman dimensiones originales.

ESFUERZO Y DEFORMACION

Deformación

Se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe al esfuerzo, al cambio térmico, al cambio de humedad o a otras causas. En conjunción con el esfuerzo directo, la deformación se supone como un cambio lineal y se mide en unidades de longitud.

También la deformación es una razón o número no dimensional, y es, por lo tanto, la misma sin importar las unidades expresadas su cálculo se puede realizar mediante la siguiente expresión:e = e / L (14)

Elasticidad

Es aquella propiedad de un material por virtud de la cual las deformaciones causadas por el esfuerzo desaparecen al removérsele.

Un cuerpo perfectamente elástico se concibe como uno que recobra completamente su forma y sus dimensiones originales al retirarse el esfuerzo.

Es aquella propiedad que permite al material sobrellevar deformación permanente sin que sobrevenga la ruptura.

Las deformaciones plásticas son causadas por deslizamientos inducidos por esfuerzos cortantes.

Plasticidad

La resistencia a la compresión es el máximo esfuerzo de compresión que un material es capaz de desarrollar. Con un material quebradizo que falla en compresión por ruptura, la resistencia a la compresión posee un valor definido.

En el caso de los materiales que no fallan en compresión por una fractura desmoronante (materiales dúctiles, maleable o semiviscoso), el valor obtenido para la resistencia a la compresión es un valor arbitrario que depende del grado de distorsión considerado como falla efectiva del material.

Comprensión

 

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 deformación. Mientras mayor sea el esfuerzo requerido para producir una deformación dada, más rígido se considera que es el material.

Bajo un esfuerzo simple dentro del rango proporcional, la razón entre el esfuerzo y la deformación correspondiente es denominada módulo de elasticidad (E). Existen tres módulos de elasticidad: el módulo en tensión, el módulo en compresión y el módulo en cortante. Bajo el esfuerzo de tensión, esta medida de rigidez se denomina módulo de Young; bajo corte simple la rigidez se denomina módulo de rigidez.

Rigidez

Ley de elasticidad de Hooke

Es originalmente formulada para casos del estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada

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.

Los estados de esfuerzo se clasifican en: uniaxial, biaxial y triaxial, en función de que dos, uno ó ninguno de los esfuerzos principales sea cero.

•Estado de esfuerzos uniaxial: Sólo existe un esfuerzo principal. La figura geométrica que lo representa es un par de flechas de igual magnitud y sentidos opuestos.

•Estado de esfuerzos biaxial: Sólo existen dos esfuerzos principales, por ejemplo σ1 y σ2.

•Estado de Esfuerzos Triaxial: Los esfuerzos triaxiales son los comunes en la naturaleza y se subdividen en poliaxiales, axiales e hidrostáticos. Estado de Esfuerzo Poliaxial.- σ1 > σ2 > σ3.

Clases de estados de esfuerzo

Los estudios de la mecánica de suelos radica en el hecho de que si se sobrepasan los límites de la capacidad resistente del suelo o si, aún sin llegar a ellos, las deformaciones son considerables, se pueden producir esfuerzos secundarios en los miembros estructurales, quizás no tomados en consideración en el diseño, produciendo a su vez deformaciones importantes, fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden producir, en casos extremos, el colapso de la obra o su inutilización y abandono.

Importancia de Esfuerzo y Deformación

Ejercicio 1

Ejercicio 2

Ejercicio 3

Conclusión

Los materiales, en su totalidad, se deforman a una carga externa. Se sabe además que, hasta cierta carga límite el sólido 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 límite por encima de la cual ya no se comporta elásticamente es el límite elástico. Al sobrepasar el límite elástico, el cuerpo sufre cierta deformación permanente al ser descargado, se dice entonces que ha sufrido deformación plástica.

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 más frágiles, la carga máxima o resistencia a la tensión ocurre en el punto de falla. En materiales extremadamente frágiles, como los cerámicos, el esfuerzo de fluencia, la resistencia a la tensión y el esfuerzo de ruptura son iguales.