Esfuerzo y Deformación

Republica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular Para la Educación Superior

I.U.P Santiago Mariño

Realizado por:Andrés Guanipa C.I: 23859987

Introducción• En la siguiente presentación podremos observar los

conceptos de esfuerzo y deformación y como estos tienen que ser tomados en cuenta dada su importancia en la elaboración de cualquier estructura y cuando tratamos con cualquier tipo de material que vaya a ser sometido a una fuerza cualquiera.

¿Que es el 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.

Donde:A= Área de la Sección TransversalP=Fuerza Axial

Tipos de EsfuerzoEntre los tipos de esfuerzos se encuentran los siguientes:

Esfuerzo cortante

Este tipo de esfuerzo busca cortar el elemento, esta fuerza actúa de forma tangencial al área de corte.

Esfuerzo de Tracción

Es aquel que tiende a estirar el miembro y romper el material. Donde las fuerzas que actúan sobre el mismo tienen la misma dirección, magnitud y sentidos opuestos hacia fuera del material.

Esfuerzo de Compresión

Es aquel que tiende aplastar el material del miembro de carga y acortar al miembro en sí. Donde las fuerzas que actúan sobre el mismo tienen la misma dirección, magnitud y sentidos opuestos hacia dentro del material.

Tipos de Esfuerzo

Material Sometido a Esfuerzo Cortante

Material Sometido a Esfuerzo de Compresión

Material Sometido a Esfuerzo de Tracción

DeformaciónDos términos muy importantes relacionados con la deformación son los siguientes:

Elasticidad

Es la propiedad de un material que le permite regresar a su tamaño y formas originales, al suprimir la carga a la que estaba sometido. Esta propiedad varía mucho en los diferentes materiales que existen.

Plasticidad

Esto es todo lo contrario a la elasticidad. Un material completamente plástico es aquel que no regresa a sus dimensiones originales al suprimir la carga que ocasionó la deformación.

Sabiendo esto tenemos que la deformación es:

El cambio de forma que sufre un objeto cuando es sometido a una fuerza que afecta su estructura física.

Tipos de DeformaciónExisten dos tipos de deformación de un objeto:

Cuando un objeto se transforma bajo una fuerza y es capaz de recuperar su forma original se denomina deformación elástica.

Cuando el objeto no tiene la capacidad de recuperar su forma original una vez que se le deja de aplicar la fuerza, se denomina deformación plástica.

Un trozo de plastilina es un ejemplo de un material que sufre una deformación plástica cuando se le aplica una fuerza muy pequeña.

Un resorte es un objeto elástico que al ser deformado es capaz de recuperar su forma original, a menos que se le aplique una fuerza lo suficientemente grande como para hacer que la deformación sea plástica.

Diagrama Esfuerzo - Deformación

Gráfico del esfuerzo como una función de la deformación. Puede construirse a partir de los datos obtenidos en cualquier ensayo mecánico en el que se aplica carga a un material, y las mediciones continuas de esfuerzo y de formación se realizan simultáneamente. Se construye para ensayos de compresión, tensión y torsión.

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 Cedencia: aparece en el diagrama un considerable alargamiento o

cedencia sin el correspondiente aumento de carga. Este fenómeno no se observa en los materiales frágiles.

• Esfuerzo Máximo: máxima ordenada del diagrama esfuerzo – deformación;• Punto de Ruptura: cuando el material falla.

Diagrama Esfuerzo - Deformación

Ley de HookeEn física, la ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos de estiramiento longitudinal, establece que la deformación de un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada:

Esta ley recibe su nombre de Robert Hooke, físico británico contemporáneo de Isaac Newton.

Donde:F= FuerzaK= Constante de ElasticidadL= Alargamiento

Importancia del Estudio del Esfuerzo y la Deformación

• En ingeniería se necesita saber cómo responden los materiales sólidos a fuerzas externas como la tensión, la compresión, la torsión, la flexión o la cizalladura. Los materiales sólidos responden a dichas fuerzas con una deformación elástica (en la que el material vuelve a su tamaño y forma originales cuando se elimina la fuerza externa), una deformación permanente o una fractura. El diseño de estructuras implica obtener dimensiones de elementos que sean tanto económicos como seguros durante la vida de la estructura

• Si podemos determinar el esfuerzo y deformación que pueden soportar los materiales podemos asegurar dichos elementos en el diseño de estructuras, garantizándonos así seguridad.

Ejercicios Resueltos

Ejercicios Resueltos

Ejercicios Resueltos

Ejercicios Resueltos

Conclusión• Gracias a esta presentación hemos podido observar en que

consiste el esfuerzo y la deformación, además de que hemos podido ver los diferentes tipos de estos que existen. Se puede decir que es importante temer en cuenta estos dos factores ya que como ingenieros debemos estar al tanto de como están conformados los materiales que vayamos a utilizar en la realización de cualquier estructura y de esta manera garantizar la seguridad de la misma