conceptos de máquinas y mecanismos

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Conceptos básicos de Máquinas y Mecanismos para la introducción de la Asignatura.

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Introduccin.Enfsicaeingeniera, se denominatensin mecnicaa lamagnitud fsicaque representa lafuerzapor unidad dereaen el entorno de un punto material sobre una superficie real o imaginaria de unmedio continuo. En esta investigacin se tratara de sintetizar los conceptos de los fenmenos que suceden en los materiales en el uso de mecanismos. Y as mismo hacer ms fcil el entendimiento de estos. Los temas a tratar son temas bastos y necesarios para el entendimiento de las mquinas y mecanismo en la industria para poder elaborar un plan de mantenimiento se tiene que tener conocimientos de estos fenmenos en el mecanismo de los materiales, ejemplo: la torsin en un material, fatiga en un engranera de una mquina que ocasione en para en la produccin. Ya que a la hora de elaborar un plan maestro de mantenimiento es tomado en cuenta.

Fenmeno de tensin Enfsicaeingeniera, se denominatensin mecnicaa lamagnitud fsicaque representa lafuerzapor unidad dereaen el entorno de un punto material sobre una superficie real o imaginaria de unmedio continuo. Es decir posee unidades fsicas de presin. La definicin anterior se aplica tanto a fuerzas localizadas como fuerzas distribuidas, uniformemente o no, que actan sobre una superficie. Con el objeto de explicar cmo se transmiten a travs de los slidos las fuerzas externas aplicadas, es necesario introducir el concepto de tensin, siendo ste el concepto fsico ms relevante de lamecnica de los medios continuos, y de lateora de la elasticidaden particular

Vector tensin en una superficie interna S con vector unitario normal. Dependiendo de la orientacin del plano en cuestin, el vector tensin puede no ser necesariamente perpendicular a ese plano, es decir, paralelo a , y puede descomponerse en dos vectores: un compnente normal al plano, llamado tensin normal, y otro componente paralelo al plano, denominadotensin cortante.Si se considera un cuerpo sometido a un sistema defuerzasymomentos de fuerza, se puede observar la accin de las tensiones mecnicas si se imagina un corte mediante un plano imaginarioque divida el cuerpo en dos partes. Para que cada parte estuviera en equilibrio mecnico, sobre la superficie de corte de cada una de las partes debera reestablecerse la interaccin que ejerca la otra parte del cuerpo. As, sobre cada elemento de la superficie (dS), debe actuar una fuerza elemental (dF), a partir de la cual se define unvector tensin(t) como el resultado de dividir dicha fuerza elemental entre la superficie del elemento.

Este vector tensin depende del estado tensional interno del cuerpo, de las coordenadas del punto escogido y del vector unitario normal al plano (n). Se puede probar quetynestn relacionados por una aplicacin linealTocampo tensorialllamadotensor tensin:

Latensin mecnicase expresa enunidadesdepresin, es decir, fuerza dividida entre rea. En elSistema Internacional, la unidad de la tensin mecnica es elpascal(1 Pa = 1 N/m). No obstante, en ingeniera tambin es usual expresar otras unidades como kg/cm o kg/mm, donde kg se refiere akilopondioo kilogramo-fuerza, no a la unidad de masakilogramo

COMPRESIN

La compresin es unapresinque tiende a causar una reduccin devolumen. Cuando se somete un material a una fuerza de flexin, cizalladura o torsin, actan simultneamente fuerzas de tensin y de compresin. Por ejemplo, cuando se flexiona una varilla, uno de sus lados se estira y el otro se comprime.El plastodeformacin es una deformacin permanente gradual causada por una fuerza continuada sobre un material. Los materiales sometidos a altas temperaturas son especialmente vulnerables a esta deformacin. La prdida de presin gradual de las tuercas, la combadura de cables tendidos sobre distancias largas o la deformacin de los componentes demquinasymotoresson ejemplos visibles de plastodeformacin. En muchos casos, esta deformacin lenta cesa porque la fuerza que la produce desaparece a causa de la propia deformacin. Cuando la plasto deformacin se prolonga durante muchotiempo, el material acaba rompindose.La fatiga puede definirse como una fractura progresiva. Se produce cuando una piezamecnicaest sometida a un esfuerzo repetido o cclico, por ejemplo una vibracin. Aunque el esfuerzo mximo nunca supere el lmite elstico, el material puede romperse incluso despus de poco tiempo. En algunos metales, como lasaleacionesde titanio, puede evitarse la fatiga manteniendo la fuerza cclica por debajo de un nivel determinado. En la fatiga no se observa ninguna deformacin aparente, pero se desarrollan pequeas grietas localizadas que se propagan por el material hasta que la superficie eficaz que queda no puede aguantar el esfuerzo mximo de la fuerza cclica. Elconocimientodel esfuerzo de tensin, loslmiteselsticos y laresistenciade los materiales a la plastodeformacin y la fatiga son extremadamente importantes en ingenieraCompresin:Se llama esfuerzo de compresin a toda fuerza o carga que al actuar sobre un cuerpo solido trata de comprimir.

TENSIN Y COMPRENSINDESCRIPCIN:En la presente composicin se tomaron los elementos de tensin y compresin en los cuales: La tensin: es cuando las fuerzas van hacia afuera, por ejemplo el cable de una lmpara que cuelga, una fuerza es el techo y la otra, el peso de la lmpara. La compresin: es cuando las fuerzas externas, se hacen desde afuera hacia el centro. Por ejemplo la suela de una zapatilla, est sometido a la fuerza del piso y del pie.

Torsin Torsin:Cuando dos fuerzas soportan la pieza tiende aretorcerla

Eningeniera,torsines la solicitacin que se presenta cuando se aplica unmomentosobre eleje longitudinalde un elemento constructivo oprisma mecnico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensin predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.La torsin se caracteriza geomtricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por las dos curvas. En lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de l (vertorsin geomtrica).El estudio general de la torsin es complicado porque bajo ese tipo de solicitacin la seccin transversal de una pieza en general se caracteriza por dos fenmenos:1. Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la seccin transversal. Si estas se representan por un campo vectorial suslneas de flujo"circulan" alrededor de la seccin.2. Cuando las tensiones anteriores no estn distribuidas adecuadamente, cosa que sucede siempre a menos que la seccin tenga simetra circular, aparecenalabeos seccionalesque hacen que las secciones transversales deformadas no sean planas.El alabeo de la seccin complica el clculo de tensiones y deformaciones, y hace que el momento torsor pueda descomponerse en una parte asociada atorsin alabeaday una parte asociada a la llamadatorsin de Saint-Venant. En funcin de la forma de la seccin y la forma del alabeo, pueden usarse diversas aproximaciones ms simples que el caso general.

Barra de seccin no circular sometida a torsin, al no ser la seccin transversal circular necesariamente se producealabeo seccional.

Torsin de Saint-VenantLa teora de la torsin de Saint-Venant es aplicable a piezas prismticas de gran inercia torsional con cualquier forma de seccin, en esta simplificacin se asume que el llamado momento de alabeo es nulo, lo cual no significa que elalabeo seccionaltambin lo sea. La teora de torsin de Saint-Venant da buenas aproximaciones para valores, esto suele cumplirse en:1. Secciones macizas de gran inercia torsional (circulares o de otra forma).2. Secciones tubulares cerradas de pared delgada.3. Secciones multicelulares de pared delgada.Para secciones no circulares y sin simetra de revolucin la teora de Sant-Venant adems de un giro relativo de la seccin transversal respecto al eje baricntrico predice un alabeo seccional o curvatura de la seccin transversal. La teora de Coulomb de hecho es un caso particular en el que el alabeo es cero, y por tanto slo existe giro.Torsin alabeada Para piezas de muy escasa inercia torsional, como las piezas de pared delgada abierta, puede construirse un conjunto de ecuaciones muy simples en la que casi toda la resistencia a la torsin se debe a las tensiones cortantes inducidas por el alabeo de la seccin. En la teora de torsin alabeada pura se usa la aproximacin de que el momento de alabeo coincide con el momento torsor total. Esta teora se aplica especialmente a piezas de pared delgada abierta, donde no aparecen esfuerzos de membrana.Secciones abiertas de pared delgadaPara un rectngulo muy alargado (b