1 S4 Esfuerzos

7/26/2019 1 S4 Esfuerzos

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MECANICA Y RESISTEDE MATERIALES

Ing. Edwin Cuadros Camposano

ESFUERZOS NORMAL Y CORTANTE


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REPASO:Mecnica de Materiales

a) Esfuerzo normalb) Esfuerzo cortante.c) Esfuerzo normal promedio.

d) Esfuerzo permisible


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1 INTRODUCCIN

La Resistencia de Materiales es una rama

Mecnica.

Desarrolla relaciones entre las cargas exte

internas de un cuerpo deformable.

Esttica: Determina las cargas externas e

de un cuerpo rgido.

Resistencia de Materiales: Determina el

tensional (esfuerzos) de un cuerpo deform


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2 EQUILIBRIO DE UN CUERPO DEFORMAB

La esttica desempea un papel importan

desarrollo de la resistencia de materiales.

Las ecuaciones de equilibrio que gobierna

cuerpo rgido, son igual de vlidas para el

un cuerpo deformable.

Un tema muy importante de la esttica es

determinacin de fuerzas y momento que

dentro de un componente, para lo cual se

aplicar el mtodo de secciones.


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3 ESFUERZO

Hiptesis respecto a las propiedades del materi

Homogneo

En cualquier punto del material sus propiedades

Continuo

El material ocupa plenamente el volumen del cu

Isotrpico

El material posee las mismas propiedades en to

direcciones.


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3 ESFUERZO

Un cuerpo se encuentra en equilibrio bajo las caexternas (a), es seccionado con el objetivo de afuerzas internas.Sobre el rea seccionada existe una distribucininterna (b).Aunque la distribucin es desconocida, con el a

esttica es posible determinar una fuerza y momresultantes (c).


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3 ESFUERZO

Si el rea seccionada sesubdivide en pequeas reasA, la distribucin de lafuerza resultante uniforme (d).

La figura (e) muestra unafuerza F, finita, que actasobre A.

Esta fuerza tendr undireccin particular, pero se la

puede reemplazar por suscomponentes Fn y Ft,normal y tangencial (e).


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3 ESFUERZO

El cociente de la fuerzaentre el rea se llamaesfuerzo, y describe la

intensidad de la fuerzainterna sobre un plano

especfico que pasa por unpunto


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3 ESFUERZO

Esfuerzo NormalLa intensidad de la fuerza que actanormal a A

Esfuerzo CortanteLa intensidad de la fuerza que actatangente a A


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3 ESFUERZO

Estado de esfuerzos:El estado de esfuerzos de un punto se caractecomponentes de esfuerzo, tres normalesy tres cortantes


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3 ESFUERZO

Estado de esfuerzos:El estado de esfuerzos de un punto se caractecomponentes de esfuerzo, tres normalesy tres cortantes


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UNIDADES

Sistema Internacional (SI)1Pa = 1 N /m2 1000 Pa = 1kPa 1000kPa 1bar = 100 kPa = 0.1MPa

Sistema Ingls1psi = 1 libra/pulg21ksi = 1000 libra/pulg2

Equivalencias1 N/mm2 = 1MPa1bar = 14.5 psi1 bar = 0.9869 atmosphera


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4 ESFUERZO NORMAL PROMEDIO EN UNA

Barra permanece recta antes y despus decarga.

Barra experimenta deformacin uniforme. Carga es aplicada a lo largo del eje centroid

seccin transversal.

Barra es homognea, continua e isotrpica.HomogneoEn cualquier punto del material sus propiedades son igua

ContinuoEl material ocupa plenamente el volumen del cuerpo.IsotrpicoEl material posee las mismas propiedades en todas las d


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5 ESFUERZO CORTANTE PROMEDIO


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6 ESFUERZO PERMISIBLE

Esfuerzo permisible o admisible es aquel que rcarga aplicada a una que sea menor que el copueda soportar plenamente.

La carga de diseo es diferente a la carga im

realidad. Las dimensiones de un componente libre tie

fabricacin o montaje. Cargas adicionales no previstas. Deterioro del material durante el servicio de

aspectos ambientales y mecanismos de des Variacin de las propiedades mecnicas de

componente.


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Esfuerzo permisible o admisible es aquel que carga aplicada a una que sea menor que el copueda soportar plenamente.

Razones para contemplarlo La carga de diseo es diferente a la carga impuesta Las dimensiones de un componente libre tiene error

fabricacin o montaje. Cargas adicionales no previstas. Deterioro del material durante el servicio debido a as

ambientales y mecanismos de desgaste.

Variacin de las propiedades mecnicas de algn co


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Factor de seguridadEl factor de seguridad FS es una razn de una carga teque puede soportar el componente hasta que falle, de uparticular, entre una carga permisible que ha sido deterexperiencia o experimentalmente.

Si la carga aplicada al componente est linealmente relel esfuerzo desarrollado dentro del mismo componenteexpresarse en funcin de los esfuerzos.


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Factor de seguridadSe elige generalmente un FS mayor a 1 con el objetivo posible falla.

FS = 1 : Reducir el peso de los componentes estructur

mecnicos.

FS = 3 : Incertidumbre en los valores de la carga o inceel comportamiento del material.

El FS est contemplado en cdigos y normas de diseo


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6 DISEO DE CONEXIONES SIMPLES

Componente sometido a tensin / comprensin.


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Conector sometido esfuerzos de apoyo (aplastamiento)


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Conector sometido esfuerzos de apoyo (aplastamiento)


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Esfuerzos de corte producto de una carga axial (adhere


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EJERCICIO

Determinar las fuerzas internas de la barra Aesfuerzos normal y cortante.


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EJERCICIO

1 DCL 2 Equilibrio


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EJERCICIO

1 DCL de cada elemento 2 Equilibrio de


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EJERCICIO

DCL fuerzas


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EJERCICIO

Calcular los esfuerzos normales en la barra BC y viga AB ; los esfuerzospromedio en los pines.


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EJERCICIO

1 DCL 2 Euilibr


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EJERCICIO

! DCL en cada elemento " Euil


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EJERCICIO

" Euilibrio de cada elemento


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EJERCICIO

1 DCL 2 Euilibr


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EJERCICIO

! DCL en cada elemento " Euil


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EJERCICIO 3

#e aplican dos fuerzas a la pieza BCD$ tal como se muestra.a% #abiendo ue la barra de control AB se &ar' de acero con esfuerz

)** +,a$ &alle el di'metro de la barra utilizando un factor de seg

b% El pasador en C ser' de acero con cortante (ltimo de !-* +pa$ &

del pasador C si el factor de seguridad es !.!.


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EJERCICIO 4

Al correr$ el pie de un &ombre de 1-* lb est'

moment'neamente sometido a una fuerza ue es -

veces su peso. Determine es esfuerzo normal

promedio desarrollado en tibia de su pierna en la

secci/n a0a. La secci/n transversal puede suponerse

circular con di'metro eterior de 1.- pulg y un

di'metro interior de 1 pulg. #uponga ue el peron3

4 no soporta carga.


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EJERCICIO 5

El conductor de auto deportivo aplica los frenos traseros$ lo ue ocas

neum'ticos se deslicen. #i la fuerza normal en cada neum'tico traser

y el coeficiente de fricci/n cin3tica entre el pavimento y el neum'tico

Determine el esfuerzo cortante promedio desarrollado por la fuerza d

sobre los neum'ticos.

#uponga ue el cauc&o de los neum'ticos es fleible y ue cada neum

una presi/n de !2 lb5pulg2.


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LOGROS

1. Esfuerzo normal.

2. Esfuerzo cortante.

Acuerdos6

1. 7esolver los e8ercicios.


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