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4.01. INTRODUCCION

Un elemento cualquiera (viga. Columna, tirante, eje, etc.)Que recibe unacarga exterior, se dice que falla si deja de comportarse como el sólidorígido estudiado por la mecánica racional; debido a dos defectos: iniciódela deformación permanente (fluencia) en los materiales dúctiles o elinicio de la rotura en los materiales frágiles.

Generalmente, la teoría o el criterio que concuerda con los valoresexperimentales para un material dado, no necesariamente concuerdacon otros materiales sometidos bajo las mismas condiciones de cargas.

Los criterios de fallas definen el punto de fluencia o el esfuerzo derotura convencional de una probeta sometida a cargas.

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B.- ESFUERZOS COMBINADOS BIAXIALES:

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C. ESFUERZO CORTANTE PURO.-

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4.03. CRITERIO DEL ESFUERZO CORTANTE MAXIMO (Teoría de Guest-Hancokc o Ley de Coulomb)

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4.06 CRITERIO DE LA MAXIMA ENERGIA DE DISTORSION

Establece que la falla se producirá cuando se alcance a la Energía de Distorsión por unidad de volumen del material, en el limite de fluencia, sometido a un ensayo de tracción pura.

Energía de distorsión

Energía total de

deformación

Energía requerida para producir el

cambio de volumen

= -

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A.- ESFUERZOS TRIAXIALES

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B.- ESFUERZOS COMBINADOS

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C.- ESFUERZOS CORTANTE PURO

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REPRESENTACION GRAFICA

Figura 4.05

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4.07 CRITERIO DE COULOMB MOHR

Figura 4.06

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• En experimentos realizados, se obtienen resultados bastante próximos cuando los esfuerzos principales son del mismo signo, pero cuando son de signos contrarios, este criterio da valores en el lado conservativo, ya que predice una resistencia al corte un tanto menor que el de la tensión. Esta teoría es aplicable a los materiales frágiles.

• Para obtener resultados mas exactos, se ha efectuado modificaciones al criterio enunciado en lo que respecta a situaciones de esfuerzos que corresponden al segundo y cuarto cuadrante. Aumentando el limite de falla, tal como se muestra en la figura 4.08.

COMPARACIÓN Y SELECCIÓN DE CRITERIOS DE FALLA

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¿Porqué es necesario comparar y seleccionar?

DÚCTILES

• Los materiales dúctiles presentan la misma resistencia ala tracción y ala compresión.

• Se puede decir que un material dúctil ha fallado cuando la tensión que está soportando alcanza la tensión de fluencia.

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FRÁGILES

• Estos materiales a diferencia de los materiales dúctiles se fracturan prácticamente sin presentar fluencia.

• Muchos de ellos poseen una resistencia ala compresión mayor que ala tracción

• Para elegir un criterio de falla se debe de tener en cuenta dos principales aspectos:

A) FACILIDAD DE CÁLCULO PARA DIMENSIONAR Y/O VERIFICAR:

Se refiere ala dificultad del cálculo matemático para encarar cualquier problema de dimensionamiento (velocidad y eficiencia).

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B) ELECCIÓN DEL COEFICINETE DE SEGURIDAD Y DISEÑO:

Tiene que ver con la interpretación que se le dé ala tensión admisible para dimensionarlo y para mantener la seguridad en el diseño

1.-TEORÍAS DE FALLA PARA MATERIALES DÚCTILES

• Teoría de la máxima tensión cortante

• Teoría de la energía de distorsión

• Teoría o hipótesis de la fricción interna

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2.- TEORÍAS DE FALLA PARA MATERIALES FRÁGILES

•Teoría de la tensión normal máxima

•Teoría o hipótesis de la fricción interna(para materiales frágiles)

•Teoría o hipótesis de la fricción interna de Mohr modificada.

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CRITERIO DE LA MÁXIMA

DEFORMACIÓN

El uso de esta teoría es recomendable cuando en su diseño prime el factor deformación.

Es bastante usado en el cálculo de cilindros de paredes gruesas.

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EJEMPLO DE APLICACIÓN

SOLUCION:

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1.- CRITERIO DEL MAXIMO ESFUERZO NORMAL.

2.- CRITERIO DEL MAXIMO ESFUERZO CORTANTE

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3.- CRITERIO DE LA MAXIMA DEFORMACION

4.- CRITERIO DE LA MAXIMA ENERGIA DE DEFORMACION

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5.- CRITERIO DE LA MAXIMA ENERGIA DE DISTORSION