TEORIA DE FALLAS Integrante Patricia Acosta. C.I: 24.605.828

06 de Marzo del 2016

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR UNIVERSITARIA

I.U.P “SANTIAGO MARIÑO”ELEMENTO DE MAQUINAS

INTRODUCCIÒNPara establecer una teoría de falla cualquiera, es condición definir claramente lo que se entiende por falla, dentro de tal teoría. En términos generales no existe una definición exacta del concepto de falla; pero puede significar el principio del comportamiento inelástico del material o el momento de la ruptura del mismo, por así decirlo. Aceptando una teoría en la que la resistencia del material este expresada en términos del esfuerzo cortante máximo que resiste dicho material puede establecer el momento en que ocurre la falla estudiando la curva de esfuerzo cortante- deformaciones angulares. Los criterios de falla que se han presentado en pasado podrían clasificarse primeramente en dos grupos, el que utiliza criterios dinámicos; es decir. Que refiere la condición de falla a esfuerzos actuantes y el que utiliza criterios cinemáticas, en los que la falla se define en términos de las deformaciones producidas. Actualmente, las Teorías de Falla mas usadas siguen criterios dinámicos y las correspondientes al segundo grupo no gozan de gran predicamento. Estas son algunas de las fallas de tipo cinemática que están dentro del primer grupo.

DEFINICIÒN DE FALLAS

MODO DE FALLAS

AGENTE DE FALLAS

MATERIALES VS FALLAS

Dos tipos de fallas mecánica de ocurrencia común en los materiales son la fluencia y la fractura.

• La fluencia o deformación permanente es el desplazamiento pronunciado a lo largo de ciertos planos en el material. Tiene lugar sin ruptura.

• La fractura es una falla por separación que ocurre sobre una sección transversal normal al esfuerzo de tensión.

MATERIALES VS FALLAS

TIPOS DE MATERIALES

• Un material dúctil Cuando de un material se dice que es dúctil será porque el mismo es fácil de deformarse, moldearse, malearse o extenderse con gran facilidad.

La ductilidad, por su lado, será la propiedad de aquellos materiales, los cuales, bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sin por ello llegar a romperse. Entonces, estos materiales que como dijimos pueden ser ciertos metales o asfaltos se clasificarán como dúctiles. Por el contrario, los materiales que no presentan la mencionada capacidad de deformarse sin llegar a romperse por ello se conocen como frágiles.

TIPOS DE MATERIALES

• Un material frágil es la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación. Por el contrario, los materiales dúctiles o tenaces se rompen tras sufrir acusadas deformaciones, generalmente de tipo plásticas. La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energía, a diferencia de la rotura dúctil.

TEORÌAS TENOMENOLÒGICA DE FALLA PARA CARGA ESTÀTICA

• Teoría de falla por esfuerzo normal máximo• Teoría de falla por esfuerzo constante máximo• Teoría de falla por energía deformación normal máxima• Teoría de falla por energía de distorsión máxima (Von- Mises-

Hencky)• Teoría de deformación total

Teoría de Von- Mises o falla por energía de distorsión máxima

Estable que:

La falla ocurrirá en la parte compleja cuando la energía distorsión por volumen unitario exceda una prueba de tensión simple en la falla

La energía de distorsión asociada con la fluencia es:

Eclipse de la energía de distorsión máxima

Teoría del esfuerzo cortante máximo

Establece que:

La falla ocurre cuando el esfuerzo cortante máximo en una pieza excede el esfuerzo cortante en una probeta a tensión en el punto de fluencia (la mita del limite de fluencia elástico a tención)

Factor de seguridad:

Teoría de falla por esfuerzo normal máximo

Establece que:

La falla ocurrir cuando el esfuerzo normal en la probeta llegue a cierto limite de resistencia normal como el limite fluencia elástico a tensión o la resistencia máxima a tensión

Factor de seguridad:

Teoría de Coulomb Morh

En laboratorio una muestra del material se conforma como una viga en rotación a la cual se aplica un momento flector puro, de forma que el esfuerzo varía de tensión máxima a compresión máxima.

• Materiales uniforme: son los que tienen tendencia a tener una resistencia a compresión igual a la resistencia de tensión

• Materiales no uniforme: son los materiales que tienen una resistencia mucho mayor a la compresión de tensión

Teoría de Mohr modificada

Criterios de las teorías de fallas

CRITERIO DE FALLA DE LA MAXIMA TENSION NORMAL (o Teoría de Rankine) Quizás el más simple de los criterios es aquel en que se espera la falla cuando la mayor de las tensiones principales alcanza la resistencia uniaxial del material. Como esta aproximación ha tenido gran suceso en la predicción de la fractura de materiales frágiles debería ser considerado como un criterio de fractura distinguiéndolo del criterio de fluencia.

CRITERIO DE FALLA DE LA MAXIMA TENSION DE CORTE La fluencia de materiales dúctiles, normalmente ocurre cuando la máxima tensión de corte en cualquier plano alcanza un valor crítico,el cual es una propiedad del material .

Criterios de las teorías de fallas

CRITERIO DE FALLA DE LA MAXIMA ENERGIA DE DISTORSION. (también conocido como teoría de Hubert-Mises-Hencky) Este es otro criterio comúnmente empleado para metales dúctiles, y dice que el principio de fluencia se produce cuando la energía de distorsión alcanza un valor crítico.

LAS TENSIONES HIDROSTÁTICAS Y EL CRITERIO DE LA MÁXIMA TENSIÓN DE CORTE Consideremos el caso especial de un estado tensional en el que las tensiones principales son todas iguales: o1 = o2 = o3 = oh.

Aplicación Teorías de Falla.Hasta aquí el tema ha sido expuesto considerando que sobre el elemento sometido a un estado de tensiones combinado (circunstancia que genera dudas respecto a su condición de resistencia), actúan tensiones principales. Mediante distintas hipótesis comparamos dicho estado de tensiones combinado, con la capacidad del mismo material en un ensayo de tracción simple al momento de la falla, tomando como dato la tensión si fuera dúctil o la rot si fuera frágil.

Desde el punto de vista del dimensionamiento o de la verificación, normalmente lo que pretendemos es que con sus dimensiones el elemento en estudio sea capaz de resistir los esfuerzos a los que va a ser sometido, con un cierto grado de seguridad.

Para ello lo que se hace es tomar como referencia un valor admisible como valor máximo para las tensiones (en lugar del valor de falla); es decir, tomar como tensión de comparación. En determinadas circunstancias, puede resultar conveniente disponer de ecuaciones donde el estado de tensiones combinado.

HIPÓTESIS DE LAS ECUACIONES A UTILIZAR SERÍAN:

Figura. Bloque con esfuerzos unitarios.

IMAGENES

EJEMPLO DE EJERCICIO DE FALLAS DE MAQUINAS.

GRACIAS ….