ESFUERZOS MECÁNICOS

  • View
    213

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

FUERZAS QUE ACTAN SOBRE UNA PIEZA DE MADERA

Transcript

  • PCPI-1 IES LA ALBERICIA

    ESFUERZOS MECNICOS

    CURSO 2010-2011

    J. LORENZO HERRERA VARN Profesor del PCPI-1

  • PCPI- 1 IES LA ALBERICIA Prof.: J. Lorenzo Herrera Varn

    ESFUERZOS MECNICOS

    Todos los cuerpos o piezas estn sometidos a fuerzas o presiones que tienden a deformarlos y, por lo tanto se les requiere un esfuerzo de resistencia para contrarrestar estas fuerzas y/o presiones.

    Las piezas, en general, estn sometidas a varios tipos de esfuerzos simultneos. Depende de su situacin dentro de la estructura y de las fuerzas o presiones que acten sobre ellas.

    Cuando una pieza est sometida a un slo esfuerzo, se dice que est sometida a un esfuerzo puro.

    Un gancho en una pared, por ejemplo, estar sometido a un tipo de esfuerzo por el tornillo que lo aprieta contra la pared, y sometido a otro esfuerzo diferente por la bolsa con naranjas que cuelga de l. Un banco de la calle con listones de madera, sufrir un tipo de esfuerzo en los listones, justo debajo del lugar en el que nos sentamos, y otro tipo de esfuerzo en las patas que estn en contacto con el suelo.

    Aqu te muestro las fuerzas o presiones ms importantes que actan sobre las piezas y los materiales. En este caso nuestro, la madera.

    Te muestro, tambin, algn ejemplo de los que te rodean en la vida real

    para que te sea ms sencillo comprender las fuerzas que actan y el tipo de esfuerzo que tiene que realizar el material para resistirlas, no perder su forma primitiva o no llegar a romperse.

  • FLEXIN

    Flexin. Un cuerpo est sometido a un esfuerzo de flexin, cuando sobre l acta una fuerza o un peso que produce una deformacin a lo largo de su eje. En el caso de la madera, al flexar en exceso, llegaramos al punto de rotura como en el dibujo 3. Para evitar esta rotura tendramos que dimensionar la pieza considerando la fuerza que va a ejercer el peso sobre ella. El ejemplo tpico de piezas de madera sometidas al esfuerzo de Flexin son las vigas y las viguetas de una estructura de madera.

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • FLEXIN: EJEMPLOS

    Cuando nos sentamos en un banco la fuerza que ejerce nuestro peso somete a las piezas A, B, C y D sealadas, a un esfuerzo de resistencia a la flexin. Cuando colocamos libros en las estanteras sometemos a las baldas B a un esfuerzo de resistencia a la flexin. Generalmente las piezas sometidas al esfuerzo de resistencia a la flexin son las dispuestas en posicin horizontal.

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • COMPRESIN NORMAL A LAS FIBRAS

    Compresin. Un cuerpo est sometido a un esfuerzo de compresin, cuando, sobre l, acta una fuerza que tiende a aplastarlo contra algo o cuando actan dos fuerzas con direcciones opuestas, de manera que intenten oprimirlo. En las piezas de madera la fuerza ejercida se puede presentar de dos formas: una perpendicular a las fibras de la madera, como en este caso, y otra paralela a las fibras de la madera, como veremos ms adelante.

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • COMPRESIN NORMAL A LAS FIBRAS EJEMPLOS

    En este ventanal la presin que ejercen los peinazos sobre la pieza A somete a la misma a un esfuerzo de resistencia a la compresin para evitar su aplastamiento. Cuando nos apoyamos en la balaustrada, los balaustres ejercen una presin sobre la pieza A que la someten a un esfuerzo de resistencia a la compresin para evitar su aplastamiento.

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • COMPRESIN PARALELA A LA FIBRA

    Compresin. Un cuerpo est sometido a un esfuerzo de compresin, cuando, sobre l, acta una fuerza que tiende a aplastarlo contra algo o cuando actan dos fuerzas con direcciones opuestas, de manera que intenten oprimirlo.

    En este caso la compresin es paralela a las fibras de la madera por lo que tiende a doblarla pudiendo llegar a la rotura de la misma, si las fuerzas son considerables. En piezas alargadas esta compresin es similar a la reistencia al pandeo, que veremos ms adelante.

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • COMPRESIN PARALELA A LA FIBRA EJEMPLOS

    Cuando cargamos este pal con bloques de cemento, el peso de los mismos ejerce una presin sobre los tacos A que tiende a aplastarlos y, por lo tanto, les obliga a realizar un esfuerzo de resistencia a la compresin, en este caso, paralela a las fibras de la madera. (Obsrvese la direccin de las vetas). Cuando clavamos la estaca A en el terreno, la maza ejerce una presin sobre la misma que la obliga a realizar un esfuerzo de resistencia a la compresin, tambin en este caso paralela a las fibras de la madera. (Obsrvese la direccin de las vetas).

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • PANDEO

    Pandeo. Un cuerpo que sea alargado est sometido a un esfuerzo de compresin vertical, cuando sobre l acta una fuerza que tiende a aplastarlo contra el suelo.

    Las fuerzas que actan en el pandeo son siempre paralelas a la direccin de las fibras de la madera. La rotura de las piezas sometidas a este esfuerzo se produce siempre en el tercio central de las mismas.

    El ejemplo tpico de una pieza sometida al esfuerzo de resistencia al pandeo es el de los pilares o pies derechos. Cuando nos apoyamos en una cachava tambin la estamos sometiendo a este esfuerzo.

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • PANDEO: EJEMPLOS

    Cuando nos sentamos en una silla, el peso de nuestro cuerpo somete a los apoyos verticales A y B de la misma a un esfuerzo de resistencia al pandeo.

    Los largueros A y B del cerco que aloja esta puerta estn sometidos a un esfuerzo de resistencia al pandeo provocado por el peso de la obra superior.

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • TRACCIN O TENSIN

    Traccin o tensin. Un cuerpo est sometido a un esfuerzo de traccin, cuando, sobre l, actan dos fuerzas con direcciones opuestas, de manera que tienden a estirarlo.

    Al actuar las dos fuerzas en sentido contrario tienden a estirar el cuerpo produciendo una disminucin de su seccin en el tercio intermedio de la pieza.

    Cuando estiras una goma, por ejemplo, la ests sometiendo a un esfuerzo de tensin y, aunque t no lo veas, en su parte central se est produciendo un adelgazamiento de su seccin original y segn sea la tensin que ejerzas puedes provocar su rotura, precisamente por esta parte adelgazada.

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • TRACCIN O TENSIN: EJEMPLOS

    Cuando colguemos los jamones en los ganchos, el peso de los mismos someter a las piezas verticales A a un esfuerzo de resistencia a la traccin o a la tensin. Cuando un nio se sienta en el columpio, el peso de su cuerpo somete a las piezas verticales A y B a un esfuerzo de resistencia a la traccin o a la tensin.

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • FLEXIN PIEZA EMPOTRADA

    Flexin empotrada. Cuando una fuerza acta sobre el extremo de una pieza y el otro est fijo o empotrado en la obra.

    La fuerza que acta sobre el extremo libre de la pieza de madera es siempre normal o perpendicular a la direccin de las fibras de la misma. Te resultara ms fcil comprender este esfuerzo si piensas lo que le ocurre al trampoln de una piscina cuando el atleta salta y salta en su extremo libre.

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • FLEXIN PIEZA EMPOTRADA: EJEMPLOS

    Los canecillos B del alero de un tejado, debido al peso de la obra que soportan, estn sometidos a un esfuerzo de resistencia a la flexin; pues uno de sus extremos est empotrado en el muro. Las viguetas B que soportan el voladizo de este balcn estn sometidas a un esfuerzo de resistencia a la flexin; pues uno de sus extremos est empotrado en el muro. Cuanta ms gente est en el balcn mayor ser el peso y por lo tanto mayor ser el esfuerzo al que estn sometidas las viguetas.

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • CORTADURA O CIZALLADURA

    Cortadura (cizalladura). Un cuerpo est sometido a un esfuerzo de cortadura, cuando sobre l actan dos fuerzas con direcciones opuestas, que intentan reducir su medida en la direccin de las mismas.

    Te resultar ms fcil comprender este esfuerzo si piensas en el efecto que producen unas tijeras cuando cortan un cartn. Si las tijeras no tuviesen filo, el efecto que produciran sera el de aplastamiento; pero al estar afiladas cortan y separan en dos partes, el mismo.

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • CORTADURA O CIZALLADURA:EJEMPLOS

    Cuando apretamos la cua de este travesao, sometemos al mismo a un esfuerzo de resistencia a la cortadura, debido a la fuerza vertical que tiende a partirle en dos. La fuerza que ejerce la pieza oblicua de esta cercha tiende a partir la pieza horizontal en dos; por lo tanto la somete a un esfuerzo de resistencia a la cortadura.

    PCPI-1

    PCPI-

    1

    PCPI-1

    PCPI-

    1

  • TORSIN

    Torsin. Un cuerpo est sometido a un esfuerzo de torsin, cuando al menos en uno de sus extremos acta una fuerzo que hace rotar la pieza sobre su propio eje.

    Este es un esfuerzo algo ms complicado de ver en nuestro da a da, aunque por supuesto est presente siempre; los ejemplos ms tpicos de torsin, lo encontramos en cualquier eje de elemento o mquina, y el ms cercano lo provocis vosotros mismos cada da, cuando giris el pomo de una puerta, por ejemplo.

    P