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Capitulo 2: Carga, Esfuerzo y deformacin

Cuando estoy resolviendo un problema, nunca pienso en su belleza. Solo pienso como resolverEl problema. Pero cuando he terminado, si laSolucin no es bella, yo se que me equivoque.

Richard Buckminster Fuller

Imagen: Una pala levantando una gran carga, en una operacin minera.

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Una Simple Viga

Figura 2.1 Una simple viga y las fuerzas qu actuan sobre ella(a) Dibujo del conjunto(b) Diagrama de cuerpo libre de fuerzas que actan en la viga.

text reference: Figure 2.1, page 30

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Clasificacin de las cargas

text reference: Figure 2.2, page 31

Figura 2.2 Cargas Clasificadas y la ubicacin y mtodo aplicado (a) Esfuerzo normal (b) Normal, compresin; (c) Cortante; (d) Flexin; (e) torsion; (f) combinado

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Convencin de signos

Figura 2.3 Convencin de signosusados en flexin.(a) Coordenada y hacia arriba;(b) Coordenada y hacia abajo

text reference: Figure 2.3, page 32

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Conjunto

Figura 2.4 Conjunto y sus resultados (a) Conjunto; (b) Sus resultados(1) normal, tensin(2) Corte(3) Flexin(4) Torsin en seccin B del conjunto

text reference: Figure 2.4, page 33

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Soportes y sus reacciones

Tabla 2.1: Cuatro tipos de soportes con suscorrespondientes reacciones

text reference: Table 2.1, page 35

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Diagrama de cuerpo libre de escala

Figura 2.5: Escala con contacto en la pared de la casa y suelo soportando un pintorEsquema usado en el ejemplo 2-4. El pintor tiene una altura L

text reference: Figure 2.5, page 36

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Freno de balatas externas y sus fuerzas

Figura 2.6 Freno de balatas externo y las fuerzas que actan.. (a) Freno de Balatas externas; (b) Despiece del freno de balatas externas con las fuerzas que actuan en cada pieza. (Las dimensiones estan en milimetros.)

text reference: Figure 2.6, page 38

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Esfera y fuerzas

Figura 2.7 Esfera y las fuerzas que se ejercen en ella. (a) Esfera soportada con alambres en la partesuperior y resortes en el fondo; (b) Diagrama de cuerpo libre y fuerzas que actuan sobre la esfera. Figura usada en ejemplo 2.6

text reference: Figure 2.7, page 38

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Soportes de vigas

Figura 2.8 Tres tipos de soportes de viga. (a) Simplemente soportada; (b) Empotrada; (c) En voladizo.

text reference: Figure 2.8, page 39

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Barra simplemente apoyada

Figura 2.9 Barra simplemente apoyada con (a) Carga en la mitad y sus reacciones; (b) Diagrama de cuerpo libre para 0

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Funciones de singularidad (Parte 1)

Tabla 2.2 Funciones de singularidad de intensidad de carga con sus correspondientes grficos y expresiones.

text reference: Table 2.2, page 43

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Funciones de singularidad (Parte 2)

Tabla 2.2 Funciones de singularidad de intensidad de carga con sus correspondientes grficos y expresiones.

text reference: Table 2.2, page 43

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Diagramas de corte y momento flector

Figura 2.10 Diagramas de (a) Corte y (b) momento para Ejemplo 2.8.

text reference: Figure 2.10, page 44

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Viga Simplemente Soportada

Figura 2.11 Viga simplemente apoyada. (a) Fuerzas en la viga P1=8kN, P2=5kN; w0=4kN/m; l=12m; (b) Diagrama de cuerpo libre mostrando fuerzas resultantes; (c) porcorte y (d) Diagramas de momento de ejemplo 2.9.

text reference: Figure 2.11, page 46

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Ejemplo 2.10

Figura 2.12 Figuras usadas en Eejemplo 2.10. (a) Dibujo de conjunto con sus cargas; (b) Diagrama de cuerpo libre.

text reference: Figure 2.12, page 48

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Estado General de Esfuerzos

Figura 2.13 Elemento diferencial mostrando un estado general de esfuerzostridimensional con su origen ubicado en el centro del elemento.

text reference: Figure 2.13, page 49

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Estado de esfuerzo bidimensional

Figura 2.14 Elemento diferencial mostrando un estado de esfuerzos bidimensional (a) Vista tridimensional; (b) Vista planal.

text reference: Figure 2.14, page 51

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Esfuerzos equivalentes

Figura 2.15 Ilustracin de estados equivalentes de esfuerzos; (a) Elementodiferencial orientado en la direccin de los esfuerzos aplicados. (b) Elementodiferencial orientado en direccin arbitraria (diferente a la anterior)

text reference: Figure 2.15, page 52

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Esfuerzos en planos oblicuos

Figura 2.16 Esfuerzos en plano oblicuo rotado en ngulo .text reference: Figure 2.16, page 52

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Circulo de Mohr

Figura 2.17 Diagrama del circulo de Mohr de Eqs. (2.13) y (2.14).

text reference: Figure 2.17, page 55

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Resultados del ejemplo 2.13

Figura 2.18 Resultados del ejemplo2.13 (a) Diagrama de crculo de Mohr; (b) Elemento diferencial en que se muestra los esfuerzos principales en coordenadas x e y; (c) Elemento diferencial para esfuerzoscortantes pincipales en coordenadas x e y

text reference: Figure 2.18, page 57

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Circulo de Mohr para estado de esfuerzo triaxial

Figura 2.19 Circulo de Mohr para estado de esfuerzos triaxial. (a) Representacin del circulo de Mohr; (b) Esfuerzos principales en dos planos.

text reference: Figure 2.19, page 59

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Ejemplo 3.5

Figura 2.20 Diagrama del crculo de Mohrpara Ejemplo 3.5. (a) Estado de esfuerzos Triaxial cuando 1=23.43 ksi, 2=4.57 ksi, and 3=0; (b) Estado de esfuerzo biaxial cuando 1=30.76 ksi y 2=-2.760 ksi; (c) Estado de esfuerzos triaxial cuando 1=30.76 ksi, 2=0, y 3=-2.76 ksi.

text reference: Figure 2.20, page 60

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Esfuerzos en planos Octahedrico

Figura 2.21 Esfuerzos que actuan en planos octahedricos. (a) Estado General de esfuerzos. (b) Esfuerzo Normal; (c) Esfuerzo cortante Octahedrico.

text reference: Figure 2.21, page 61

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Deformacin Normal

Figura 2.22 Deformacin Normal de elemento cubico subjeto a traccin uniforme en direccin x. (a) Vista tridimensional; (b) Vista de dos dimensiones (Plana).

text reference: Figure 2.21, page 64

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Deformacin Cortante

Figura 2.23 Deformacin cortante de elemento cbico sujeto a esfuerzo cortante. (a) Vista tridimensional; (b) Vista bidimensional.

text reference: Figure 2.23, page 65

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Deformacin plana

Figura 2.24 Deformacin plana de un elemento plano. (a) Deformacin plana normal x; (b) normal strain y; y (c) Deformacinb angular xy.

text reference: Figure 2.24, page 66

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Roseta Strain Gage

Figura 2.25 Roseta de Strain gage usada en ejemplo 2.17.

text reference: Figure 2.25, page 68

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Proceso de expansin de panal de abejas

Figura 2.26 Proceso de expansin usada en materiales tipo panal de abejas. [de Kalpakjian(1991)]

text reference: Figure 2.26, page 68

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Glue Spreader Case Study

Figure 2.27 Glue spreader case study. (a) Machine; (b) free body diagram; (c) shear diagram; (d) moment diagram.

text reference: Figure 2.27, page 69

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Snowmobile with Drive Guard

Figure 2.28 Illustration used in case study. (a) Snowmobile; (b) guard with instrumentation.

text reference: Figure 2.28, page 70