Presentacion saia eliana.

Instituto Universitario PolitécnicoSantiago Mariño

Extensión PorlamarEscuela de Ingeniería Industrial

Esfuerzo Y DeformaciónRealizado por:Eliana Estrada.CI:22994624

ESFUERZO: Las fuerzas internas de un elemento están ubicadas dentro del material por lo que se distribuyen en toda el área; justamente se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, la cual se denota con la letra griega sigma (σ) y es un parámetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que establece una base común de referencia. DEFORMACION: 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 diseñó tiene la misma o mayor importancia. El análisis de las deformaciones se relaciona con los cambios en la forma de la estructura que generan las cargas aplicadas.

Existen dos tipos de esfuerzo para el caso de fuerzas aplicadas en tensión: -Esfuerzo de ingeniería: Se define como la fuerza aplicada dividida entre el área transversal inicial del material . El área transversal es el área perpendicular a la línea de acción de la fuerza.-Esfuerzo verdadero: Se define como la fuerza aplicada dividida entre el área transversal real o instantánea que posee el material mientras mientras esta actuando la fuerza.

La fuerza que hace un elemento de la estructura para no ser deformado por las cargas se denomina esfuerzo. Dichos esfuerzos pueden ser:

De tracción o tensión, cuando las cargas que actúan sobre la pieza tienden a estirarla, tal y como sucede, por ejemplo, con los cables de un puente colgante.

De compresión, cuando las cargas que soporta la pieza tienden a aplastarla, como es el caso, por ejemplo, de las columnas. Este esfuerzo no puede ser soportado por los tirantes.

De flexión, cuando las cargas que actúan sobre la pieza tienden a doblarla, como sucede con las vigas.

De corte o cizalladora, cuando las cargas que soporta la pieza tienden a cortarla. Éste es el tipo de esfuerzo al que están sometidos los puntos de apoyo de las vigas.

De torsión, cuando las cargas que soporta la pieza tienden a retorcerla. Este es el caso de los ejes, cigüeñales y manivelas.

Los materiales pueden experimentar 3 tipos de deformaciones:

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

Plástica: en la cual la deformación permanece despues de haber cesado el esfuerzo.

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

Elementos de diagrama Esfuerzo – Deformación. En un diagrama se observa un tramo recta inicial hasta un punto denominado límite de proporcionalidad. Este límite tiene gran importancia para la teoría de los sólidos elásticos, ya que esta se basa en el citado límite. Este límite es el superior para un esfuerzo admisible.

Los puntos importantes del diagrama de esfuerzo deformación son:

− Límite de proporcionalidad: hasta este punto la relación entre el esfuerzo y la deformación es lineal;

− limite de elasticidad: más allá de este límite el material no recupera su forma original al ser descargado, quedando con una deformación permanente;

− punto de cadencia: aparece en el diagrama un considerable alargamiento o cadencia sin el correspondiente aumento de carga. Este fenómeno no se observa en los materiales frágiles;

− esfuerzo último: máxima ordenada del diagrama esfuerzo – deformación;

− punto de ruptura: cuanto el material falla.

DiagramaEsfuerzo - Deformación

Las unidades de esfuerzo se definen como la unidad de fuerza en cada sistema dividida por la unidad de superficie.En el sistema ingles se utiliza el baria como unidad para expresar la magnitud del esfuerzo 1 baria = 1 dina / cm². Esta unidad representa un esfuerzo demasiado pequeño para ser utilizado en geología, por lo que se usan generalmente múltiplos denominados bar y Kilobar. 1 bar = barias 1 Kbar = 10³ bars = barias.En el sistema internacional, la unidad fundamental es el Pascal (Pa): 1 pascal = 1 newton / m². Esta unidad también es demasiado pequeña por lo que generalmente se utilizan sus múltiplos megapascal y gigapascal: 1 Mpa = Pa. 1 Gpa = Pa. Calculando: 1 Pa = 10 barias, 1 Mpa = 10 bars, y 1 Gpa = 10 Kbars.Una unidad de esfuerzo utilizada comúnmente es la Atmósfera, que se define como el esfuerzo ejercido sobre su base por una columna de mercurio a 76 cm de altura, que equivale a 1.033 kilos fuerza por cada centímetro cuadrado. 1 Atm = 1.033 kilos fuerza / cm².Corresponde aproximadamente a la presión media sobre el nivel del mar, su equivalencia es la siguiente: 1 Atm = 1.0337 Barias. Que son aproximadamente a 0.1 Mpa.

Unidades de esfuerzo

En física, 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 relación esfuerzo vs. deformación se muestra en la siguiente gráfica. También puede aplicarse a la medida de desplazamientos pequeños.

EsquemaDeformación Elástica Y Plástica.

Ej. Esfuerzos Combinados

Importancia: El estudio del esfuerzo-deformación es de suma importancia ya que, es una parte de la mecánica de medios continuos que tiene como principal objetivo encontrar las ecuaciones constitutivas para modelar el comportamiento de los materiales.

Origen: El concepto de fuerza fue descrito originalmente por Arquímedes ,luego Aristóteles estableció que la perseverancia del movimiento requería siempre una causa eficiente. Fue Galileo Galilei el primer en dar una definición dinámica de fuerza, opuesta a la de Arquímedes. Estableciendo claramente la ley de inercia , afirmando que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza permanece en movimiento inalterado. Se considera que Isaac Newton fue el primero que formulo matemáticamente la moderna definición de fuerza además, postulo que las fuerzas gravitatorias variaban según la ley de la inversa del cuadrado de la distancia.En (1635-1703) Robert Hooke Fisicomatemático , químico y astrónomo ingles ,quien primero demostró el comportamiento sencillo relativo a la elasticidad de un cuerpo. Hooke estudio los esfuerzos producidos por la fuerza de tensión la deformación elástica obedece a la Ley de Hooke La constante de proporcionalidad 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.

Robert Hooke Isaac Newton

- Origen de los esfuerzos: Para entender el desarrollo de las estructuras geológicas como las fracturas, es necesario tomar en cuenta varios aspectos,comenzando con la idea que tanto el interior como en el exterior del planeta, los materiales pétreos se encuentran sujetos a una continua dinámica o movimiento debido a muchos factores, dentro de los cuales podríamos mencionar:Que la Tierra dentro del Sistema Planetario Solar sufre los efectos físicos naturales (fuerzas gravitatorias, de radiación, centrífugas, de impacto o colisión, magnéticas, entre otras.), fuerzas que se producen y afectan a los planetas dentro de sus respectivas trayectorias u orbitas. Estas fuerzas se manifiestan con la intensidad de la luz solar, la atracción de la gravedad, el efecto de las mareas, el impacto de meteoritos .

Esfuerzo – Deformación Cambio lineal Se mide un Unidades de Longitud Torsión Ángulo de Deformación

Ejercicios:

Ejercicios:

Ejercicios:

Resumen: La ley de Robert Hooke determino que La deformación elástica obedece que la constante de proporcionalidad 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. Los tipos esfuerzo son esfuerzo verdadero, esfuerzo de ingeniería en donde pueden ser por tracción,compresión,flexion ,de corte o de torsión. La le de Hooke explica que la deformación de un cuerpo elástico es directamente proporcional a la fuerza que la produce. La deformación elástica obedece a la Ley de Hooke La constante de proporcionalidad 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.