mecánica de materiales 2
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Teorías de Falla. En este material de presentación, se arrojan las características y principales fundamentos para abordar con certeza el tema correspondiente a la unidad número 2 de la materia de mecánica de materiales 2. Material correspondiente a la materia de Mecánica de Materiales 2. Universidad Autónoma de Chiapas.TRANSCRIPT
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Teoras de Falla
Mecnica de Materiales II
Facultad de Ingeniera
Universidad Autnoma de Chiapas
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Introduccin
Cuando se disea un elemento estructural, de un
material especfico, debe establecerse un lmite
superior, del estado de esfuerzos, que defina la falla
del material. 2
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Introduccin
Si el material es dctil, la falla se especifica mediante
el inicio de la cedencia.
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Introduccin
Si el material es frgil, la falla se especifica mediante
el inicio de la fractura. 4
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Introduccin
Los modos de falla pueden definirse fcilmente si el
elemento est sometido a un estado de esfuerzo
uniaxial.
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Introduccin
Sin embargo, si el elemento
est sometido a esfuerzos
biaxiales o triaxiales, el
criterio de falla es ms difcil
de establecer.
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Introduccin
No hay ninguna teora de
falla que pueda aplicarse a
un determinado material en
todos los casos.
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Introduccin
Para utilizar una teora particular de falla,
primero es necesario determinar los puntos
donde los esfuerzos normal y cortante son
ms grandes en el elemento. 8
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Introduccin
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TEORAS DE FALLA USADAS EN LA PRCTICA PROFESIONAL
Materiales Dctiles Teora del Esfuerzo Cortante
Mximo
Teora de la Energa de Distorsin
Mxima
Materiales Frgiles Teora del Esfuerzo Normal
Mximo
Criterio de Falla de Mohr
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Materiales Dctiles
A partir de la idea de que los
materiales dctiles fallan por
cortante, Henri Tresca (1814-1885)
propuso en 1868 la Teora del
Esfuerzo Cortante Mximo o
Criterio de Tresca.
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La cedencia del material se inicia cuando el
esfuerzo cortante mximo absoluto en el material
alcanza el esfuerzo cortante que causa la
cedencia del mismo material cuando est
sometido nicamente a esfuerzo axial.
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Materiales Dctiles
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Criterio de Tresca
= =
y tienen los mismos signos
= y tienen los mismos signos
-
Materiales Dctiles
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Criterio de Tresca
Si una coordenada (1, 2) est en el lmite o fuera del
rea hexagonal, el material
ceder en el punto de
estudio y ocurrir la falla.
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Materiales Dctiles
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Criterio de Von Mises
Fue propuesto por Richard
Von Mises (1883-1953). Se
basa en el clculo de la
energa de distorsin en un
material dado, esto es, de la
energa asociada con el
cambio de forma de material.
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Materiales Dctiles
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Criterio de Von Mises
Un componente estructural es seguro siempre que
el valor mximo de la energa de distorsin por
unidad de volumen en el material sea ms pequea
que la energa de distorsin por unidad de volumen
requerida para hacer fluir el material.
Distorsin pura de
un cuerpo slido
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Materiales Dctiles
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Criterio de Von Mises
El material no fluye si una
coordenada (1, 2) est dentro del rea elipsoidal.
=
+
Energa de distorsin por unidad
de volumen en el material
=
Energa de distorsin por unidad
de volumen que hace fluir al
material
+
< Componente estructural seguro
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Materiales Dctiles
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Comparacin de criterios
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Materiales Frgiles
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Criterio del Esfuerzo Normal Mximo
William John Macquorn
Rankine (1820-1872) propuso
que la falla de un material
frgil ocurre cuando el
esfuerzo axial mximo alcanza
la resistencia ltima.
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Materiales Frgiles
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Criterio del Esfuerzo Normal Mximo
= =
Condicin de falla
Si una coordenada (1, 2) est en el lmite o fuera del
rea ocurre la fractura. Se
basa en la hiptesis de que
la resistencia ltima del
material es la misma a
tensin que a compresin.
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Materiales Frgiles
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Criterio de Mohr
Christian Otto Mohr (1835-
1918) plante que puede
establecerse la falla de
materiales frgiles si se
conocen los resultados de tres
pruebas en el material: tensin
uniaxial, compresin uniaxial y
torsin.
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Materiales Frgiles
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Criterio de Mohr
La fractura ocurre si el estado de esfuerzo, definido
por la coordenada (1, 2), se representa en el lmite o fuera del rea.