RESISTENCIA DE MATERIALES

Esfuerzo

Docente Asesor: Durand Porras, Juan Carlos

Integrantes: Chumpitaz Bardales, Daniel Guevara Benites, JuniorsSilva Broncano, Marcos

Universidad Privada del Norte (UPN-LIMA) Escuela de Ingeniería Industrial (Perú)

Resumen

En este trabajo conoceremos y detallaremos el concepto de esfuerzo y la aplicación en nuestro entorno laboral tomando como modelo las distintas actividades en un Astillero Naval. Asimismo realizaremos el cálculo de los diferentes esfuerzos en nuestras tareas cotidianas en nuestro centro de trabajo. Conclusiones Principales: el cálculo e identificación de esfuerzos en la industria naval es de vital importancia para evitar deformaciones o rupturas de los materiales en la construcción y reparación de embarcaciones pesqueras, barcazas,etc.

Palabras Clave

Esfuerzo y su Aplicación.

Pág. 1

RESISTENCIA DE MATERIALES

Introducción

En términos generales el estudio de esfuerzo es de mucho interés en la mecánica y resistencia de materiales especialmente en los estudiantes de la facultad de ingeniería. El adecuado cálculo de los esfuerzos como por ejemplo: tensión, flexión, corte, torsión, etc. Que se aplican en estructuras navales principalmente en el uso de materiales como el acero, nos permite incrementar el rendimiento y aumentar la eficiencia de trabajo en tierra y alta mar de las embarcaciones.

Desarrollo del Tema y metodología

Pág. 2

El aflojarse es el movimiento a lo largo del eje longitudinal.

El sacudirse es el movimiento a lo largo del eje transversal.

RESISTENCIA DE MATERIALES

Esfuerzo

Introducción

Carga. Se denomina a la fuerza exterior que interviene de diferentes maneras sobre un cuerpo las cuales generan un esfuerzo interno en las piezas.

Consecuencias

Resistencia: Acción de la carga para producir deformación. Asimismo se define como la capacidad que tiene un cuerpo para soportar fuerzas externas aun cuando tenga deformación.

Rigidez: Acción de la carga SIN producir deformación. Por lo tanto es la capacidad de un cuerpo para soportar una fuerza sin ser deformado.

Esfuerzo:

El esfuerzo se encuentra asociado con la resistencia del material del que está hecho el cuerpo, como el esfuerzo simboliza una fuerza por unidad de área en el Sistema Internacional de Unidades se expresan en (N/m2 ). Esta unidad denominada Pascal (1 Pascal= 1N/m2).

Tipos de Esfuerzo

I. Esfuerzo Normal:

Pág. 3

RESISTENCIA DE MATERIALES

Es aquel esfuerzo que contiene al eje longitudinal:

I.1 Esfuerzo de Tracción o Tensión. Llamado así al esfuerzo en el sentido del eje. Generando alargamiento de las fibras de los materiales.

Ensayo de tracción

A menudo se realizan una serie de pruebas a los materiales (fundamentalmente metales) para ver su comportamiento, a estas prueba se les llama ensayos. A partir de estos, se puede determinar:

Sus características para una posible utilización.

Los defectos de las piezas ya terminadas.

Respecto a la definición del ensayo de tracción o tensión Hibbeler (2011) refiere:

Una de las pruebas más importantes para la resistencia de materiales es el ensayo de tensión, los resultados, que se encuentran al estirar una probeta de tamaño conocido, se grafican como el esfuerzo normal en el eje vertical y la deformación normal en el eje horizontal (p. 113).

I.2 Esfuerzo de Compresión. Un cuerpo está sometido a esfuerzo de compresión por la acción de dos fuerzas o cargas en sentidos opuestos que tienden a aplastar el material.

Pág. 4

RESISTENCIA DE MATERIALES

II. Esfuerzo Cortante:

Tiende a cortar las piezas mediante desplazamiento de las secciones afectadas.

Esfuerzo Cortante, V. “El esfuerzo cortante se encuentra en el plano del área y se desarrolla cuando las cargas externas tienden a ocasionar que los dos segmentos del cuerpo se deslicen uno sobre el otro” (Hibbeler, 2011, p. 8).

III. Esfuerzo que generan Momento:

Pág. 5

RESISTENCIA DE MATERIALES

Generan giros o torques. Dependiendo si están contenidos (o son normales) en el plano que contiene al eje longitudinal tenemos:

Esfuerzo de Flexión. El cuerpo se flexa, alargándose unas fibras y acortándose otras. Por acción de fuerzas que tienden a doblar el cuerpo.

Esfuerzo de Torsión. Las cargas tienden a retorcer las piezas.

Hibbeler, R (2011) Define el Momento de torsión o torque, T. “Este efecto se desarrolla cuando las cargas externas tienden a torcer un segmento del cuerpo con respecto al otro alrededor de un eje perpendicular al área” (p. 8).

Otros:

IV. Esfuerzos compuestos: Es cuando una pieza se encuentra sometida simultáneamente a varios esfuerzos simples, superponiéndose sus acciones.

V. Esfuerzos variables: Son los esfuerzos que varían de valor e incluso de signo. Cuando la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo es 0, el esfuerzo se denomina alternado. Pueden ocasionar rotura por fatiga.

Problema Aplicativo 1

Pág. 6

RESISTENCIA DE MATERIALES

Paso 1:

Pág. 7

RESISTENCIA DE MATERIALES

Problema Aplicativo 2

Pág. 8

RESISTENCIA DE MATERIALES

Paso 1:

Pág. 9

RESISTENCIA DE MATERIALES

Conclusiones Según los cálculos realizados en ambos problemas aplicativos podemos detallar:

Pág. 10

RESISTENCIA DE MATERIALES

En el aplicativo 1 el esfuerzo normal promedio de la barra BC= 7.86 Mpa y el esfuerzo de la barra BA= 8.05 Mpa.

En el aplicativo 2 la FAB=l143 N (Tensión) y la FC= 1857 N (Compresión).

Asimismo podemos concluir la importancia en definir y conocer los puntos de apoyo para la distribución de momento de torque.

Referencias

Hibbeler, R. (2011). Mecánica de materiales. (8a edición). México: Pearson Educación. Recuperado de http://es.slideshare.net/rabitengel/hibbeler-mecnica-de-materiales-8a-edicin.

Rocha, E. Rodríguez, J. Martínez, E. Refugio, E. Leal, A. Munive, G. (2011). Estudio de la resistencia mecánica de materiales compuestos poliméricos reforzados con fibras de carbono. Avances en ciencias e ingenierías, 2, 81-88. Recuperado de http://www.redalyc.org/a rticulo.oa? id=323627684009.

Datos de Contacto:

1. Durand Porras, Juan Carlos [Docente Asesor]

Universidad Privada del Norte –Lima jdu@upnorte.edu.pe

2. Chumpitaz Bardales, Daniel Universidad Privada del Norte –Lima

3. Guevara Benites, Juniors4. Silva Broncano, Marcos

Universidad Privada del Norte –LimaUniversidad Privada del Norte –Lima

Pág. 11