tension y deformacion kendry mendoza

8/16/2019 Tension y Deformacion Kendry Mendoza

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Republica Bolivariana de Venezuela

Ministerio de Educación Superior y Universitaria

Instituto Universitario politécnico Santiago Mariño

Ctedra! Ele"ento de Ma#uinas

$ro%esor! &ulian Carneiro

'E(SI)( * +E,)RM-CI)(

Realizado por !

.endry Mendoza c/I 01234536


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Introducción

El es%uerzo en ingenier7a es una de las te"ticas %unda"entales en el desarrollode un ingeniero ya sea "ecnico8 industrial8 "etal9rgico8 "ecatrónica/ +ebido a#ue nos ayudar analizar nuestro entorno "uc:o "s a%ondo y con una visión

"uc:o "s cient7%ica8 per"itiendo percibir al "undo co"o un entorno lleno de"ateriales y de %uerzas/ E;iste la tendencia a pensar #ue los ele"entosestructurales so"etidos a torsión son de incu"bencia de los ingenieros"ecnicos< e=es de "otores8 piñones8 entre otras>/ Sin e"bargo en las estructurases bastante co"9n #ue por la %or"a de aplicación de las cargas o por la %or"a"is"a de la estructura /El ensayo nor"al a la tensión se e"plea paraobtener varias caracter7sticas y resistencias #ue son 9tiles en el diseño/

El uso de los "ateriales en las obras de ingenier7a :ace necesario el conoci"ientode las propiedades %7sicas de a#uellos8 y para conocer estas propiedades esnecesario llevar a cabo pruebas #ue per"itan deter"inarlas/ )rganis"os co"o la

-S'M


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"ueven unos con respecto a otros@ al eli"inar la tensión no vuelven a susposiciones originales/

AUE ES E? ES,UER)! Se de%ine a#u7 co"o la intensidad de las %uerzasco"ponentes internas distribuidas #ue resisten un ca"bio en la %or"a de uncuerpo/ El es%uerzo se de%ine en tér"inos de %uerza por unidad de rea/ Eles%uerzo se co"puta sobre la base de las di"ensiones del corte transversal deuna pieza antes de la aplicación de la carga8 #ue usual"ente se lla"andi"ensiones originales/

'I$) +E ES,UER)S

?a %uerza de tracción es la #ue intenta estirar un ob=eto


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aco"pañado por un ca"bio de es%uerzo8 se deno"ina de%or"ación unitaria debidaa un es%uerzo/

'I$)S +E +E,)RM-CI)(!

Ca"bio te"poral de %or"a producido por una %uerza "ecnica dentro del l7"iteelstico del "aterial ba=o presión8 recuperndose la %or"a ydi"ensión originales al eli"inar la %uerza de%or"ante/ ?a %uerza8 al estar por deba=o del l7"ite proporcional8 :ace #ue los to"os del enre=ado cristalino sedesplacen sólo en valores tales #ue8 al dis"inuir a #ue élla8 vuelvan a su posiciónoriginal/

+E,)RM-CIF( $?GS'IC-!

Ca"bio per"anente de %or"a o di"ensión debido a una %uerza "ecnica "ayor #ue el l7"ite elstico del "aterial ba=o presión8 #ue no recupera su

%or"a original al eli"inar la %uerza de%or"ante/ ?a %uerza #ue e;cede el l7"iteproporcional8 :ace #ue los to"os del enre=ado cristalino se desplacen :asta elpunto de no poder volver "s a su posición original/

RIHI+E

Es la capacidad de un ob=eto "aterial para soportar es%uerzos sin ad#uirir grandesde%or"aciones yo desplaza"ientos/ ?os coe%icientes de rigidez son "agnitudes%7sicas #ue cuanti%ican la rigidez de un ele"ento resistente ba=o diversas

con%iguraciones de carga/ (or"al"ente las rigideces se calculan co"o la razónentre una %uerza aplicada y el desplaza"iento obtenido por la aplicación de esa%uerza/

M-?E-BI?I+-+!

Es la propiedad de la "ateria8 #ue =unto a la ductilidad presentan los cuerpos a ser labrados por de%or"ación8 la "aleabilidad per"ite la obtención de delgadas


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l"inas de "aterial sin #ue éste se ro"pa8 teniendo en co"9n #ue no e;istening9n "étodo para cuanti%icarlas/ El ele"ento conocido "s "aleable es el oro8#ue se puede "alear :asta l"inas de una diez"ilési"a de "il7"etro de espesor/'a"bién presentan esta caracter7stica otros "etales co"o el platino8 la plata8 elcobre8 el :ierro y el alu"inio/

RESI?E(CI-

es la "agnitud #ue cuanti%ica la cantidad de energ7a #ue un "aterial puedeabsorber al ro"perse por e%ecto de un i"pacto8 por unidad de super%icie de rotura/Se di%erencia de la tenacidad en #ue esta 9lti"a cuanti%ica la cantidad de energ7aabsorbida por unidad de super%icie de rotura ba=o la acción de un es%uerzoprogresivo8 y no por i"pacto/ El ensayo de resiliencia se realiza "ediante el$éndulo de C:arpy8 ta"bién lla"ado prueba C:arpy/

+URE-

Se lla"a dureza al grado de resistencia al rayado #ue o%rece un "aterial/ ?adureza es una condición de la super%icie del "aterial y no representa ningunapropiedad %unda"ental de la "ateria/ Se eval9a convencional"ente por dosprocedi"ientos/ El "s usado en "etales es la resistencia a la penetración de una:erra"ienta de deter"inada geo"etr7a/ El ensayo de dureza es si"ple8 de altorendi"iento ya #ue no destruye la "uestra y particular"ente 9til para evaluar propiedades de los di%erentes co"ponentes "icroestructurales del "aterial/

E? ES,UER) E( E?EME(') +E M-AUI(-S!

El diseño de "#uinas considera8 entre "uc:as otras cosas8 el di"ensiona"ientoapropiado de un ele"ento de "#uina para #ue éste soporte con seguridad la%le;ión8 torsión8 carga a;iales y transversales/

?os "ateriales d9ctiles son débiles al es%uerzo cortante y sediseñan en base al es%uerzo cortante ";i"o/

?os "ateriales %rgiles se diseñan en base al

es%uerzo nor"al ";i"o de tracción o co"presión/

?)S ES,UER)S ()RM-?ES MGIM) * MJ(IM)

Sn / son es%uerzos de tracción o co"presión y puedendeter"inarse para el caso general de una carga bidi"ensional sobre una part7culapor!


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< Ec/ 0/6>

< Ec/ 0/2>

+ónde!S;! Es%uerzo de tracción o co"presión en el punto cr7tico perpendicular a lasección transversal considerada/ $uede tener su origen en cargas a;iales o de

%le;ión y Sn


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$ara carga bidi"ensional el tercer es%uerzo

principal es cero/

ES,UER) C)R'-('E MGIM)

$or tanto8 para nuestro caso bidireccional

Se to"a el "ayor valor nu"érico #ue resulte/

?os planos de es%uerzo cortante ";i"o estn inclinados 3L con respecto a lose=es principales/


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$ara la aplicación de las ecuaciones anteriores se #uiere deter"inar S;8 Sy yen el punto cr7tico de "ie"bro de la "#uina/ El punto cr7tico es el punto en el cual las cargas aplicadas producen lose%ectos co"binados para el es%uerzo ";i"o/En una viga/

El signo K o D depende si es tracción o co"presión/

$ara una sección transversal circular/

M N Mo"ento %lector .g D c" /C N +istancia del e=e neutro a la super%icie "s ale=ada c" R N Radio de la sección transversal circular c" I N Mo"ento de inercia de la sección transversal c" $ N Carga a;ial8 Og

- N rea de la sección transversal c"0

' N "o"ento torsor .g D c"

& N Mo"ento polar de inercia de la sección transversal8 c" Sv N Es%uerzo cortante trasversal Ogc"0

V N Carga cortante trasversal Og b N -nc:o de la sección #ue contiene el punto cr7tico c" A N "o"ento del rea de la sección trasversal del ele"ento8 por enci"a o deba=odel punto cr7tico8 con respecto al e=e neutro/ c"1


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$ara una sección transversal circular

$ara una sección trasversal rectangular

E=e"plo(Q0/P!


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RP K R0 N P255

RP N P0555 K P0555 D 15R0

RP K 15 R0 N 0555

RP N P555 lbR0 N 255 lb/

El "o"ento esttico A para la sección transversal

-s7 la tensión ";i"a por el es%uerzo de corte es!

TIPOS DE CARGAS

$rensa para el ensayo de "ateriales a co"presión

Co"presión a;ial

'racción a;ial


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,le;ión

'orsión

Es la estructura su%iciente"ente %uerte para resistir las cargas #ue se aplican T

Es su%iciente"ente r7gida para resistir las cargas #ue se aplican T

En ES'-'IC- todos los cuerpos son RIHI+)S

En RESIS'E(CI- +E M-'ERI-?ES todos los cuerpos son +E,)RM-B?ES

'anto la resistencia co"o la rigidez de una pieza estructural son %unción

de!

+i"ensiones

,or"a

$ropiedades %7sicas del "aterial

TENSIONES. CLASES

S N - N $⋅

N $ -

'ensión espec7%ica o tensión en la barra

S Resultante de tensiones

Unidades de ! .gc"0

$ara #ue la carga aplicada $ produzca real"ente una tensión en cada

sección de la barra8 tal co"o :e"os supuesto8 su l7nea de acción debe actuar

seg9n el e=e de gravedad de la barra/

Considere"os una sección recta arbitraria8 y un ele"ento de rea d-!


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El ele"ento de %uerza #ue act9a sobre d- es d-⋅

?a resultante ;8y es el punto de aplicación de S8 se tiene!


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TENSION CORTANTE


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-s -rea total so"etida a es%uerzo cortante

W 'ensión espec7%ica cortante "edia

?a tensión cortante "edia no es nunca tan si"ple co"o se :a supuesto/ ?ae;presión anterior corresponde a una apro;i"ación grosera de las tensiones

reales #ue e;isten en el "aterial8 y se estudiarn posterior"ente/

ELASTICIDAD. DEFORMACION. LEY DE HOOKE


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?a tensión es proporcional a la de%or"ación Unidades de E Ogc"0

$or de%inición8 el "ódulo de elasticidad E representa la tensión #ue

producir7a una de%or"ación igual a la unidad 8 o sea8 la tensión de traba=o

ba=o la #ue una barra ser7a e;tendida :asta el doble de su longitud inicial/

DIAGRAMAS TENSION-DEFORMACION

RE?-CI)( +E $)ISS)(


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Y es constante para un "aterial dado dentro de su "argen de co"porta"ientoelstico/

Conocidos E y Y de un "aterial dado8 se puede calcular la variación dedi"ensiones y de volu"en de una barra pris"tica so"etida a tracción/

-ntes de la de%or"ación! V N - l +espués de la de%or"ación!⋅

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