República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación
Instituto Universitario Politécnico“Santiago Mariño”
Elementos de Máquinas
Realizado Por:
Mata, Estefani C.I. 24.106.907Prof. Julián Carneiro
Porlamar, Junio de 2015
Esfuerzo: Es la Intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo. El esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de área. σ = f/a Dónde: F= Fuerza axialA= Área de la sección transversal.
Tipos de Esfuerzos
Se dice que un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción cuando sobre él actúan esfuerzos
que tienden a estirarlo, como sucede, por ejemplo, con los cables
de un puente colgante o con una lámpara que está colgada del techo.
Esfuerzo de
tracción
Un elemento se encuentra sometido a compresión cuando sobre él se aplican fuerzas que
tienden a provocar su aplastamiento, como es el caso, de
los pilares de nuestra casa, o de las patas de una silla cuando
estamos sentados en ella.
Esfuerzo de
compresión
Este tipo de esfuerzos es el que se aplica sobre elementos que tienden a doblarse. Es una combinación de compresión y tracción, mientras que las fibras superiores de la pieza sometida a un esfuerzo de flexión se acortan, las inferiores se alargan.
Esfuerzo de
Flexión
Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Es el caso del esfuerzo que sufre una llave al girarla dentro de la cerradura.
Esfuerzo de
torsión
Es el esfuerzo que al ser aplicado sobre un elemento provoca su desgarro o corte. Se produce cuando sobre el mismo plano se aplican esfuerzos en sentidos opuestos. Es el caso de la bola de enganche de una caravana.
Esfuerzo de Cortadura o Cizalladura
Características de los Esfuerzos
Ofrece resistencia en un área unitaria del material del que está hecho un miembro para una carga aplicada externa.
Empleo enérgico de la fuerza física contra algún impulso o resistencia.
Las fuerzas aplicadas a un elemento estructural pueden inducir un efecto de deslizamiento de una parte del mismo con respecto a otra.
Deformación: Es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos
internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la
ocurrencia de dilatación térmica.
Tipos de Deformación
Deformación elástica: El cuerpo tiende a volver a su forma original luego de quitar la fuerza que produce la deformación.
Deformación plástica: El cuerpo nunca vuelve a su estado original luego de retirar la fuerza que produce la deformación.
Características de la deformación Plástica
Es irreversible Termina con la fractura del material
El material experimenta cambios termodinámicos irreversibles al adquirir mayor energía potencial elástica
Características de la deformación Elástica
Es reversible, es decir, una vez que ya no se aplican las fuerzas, el objeto vuelve a su forma original.
El sólido, al variar su estado tensional y aumentar su energía interna en forma de energía potencial elástica, solo pasa por cambios termodinámicos reversibles.
Fatiga: Se le denomina a la falla de un material sometido a cargas variables,
después de cierto número de repeticiones de carga. Se refiere a un fenómeno por el
cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más
fácilmente que con cargas estáticas.
Ocurre en estructuras sometidas a tensiones dinámicas y fluctuantes.
Puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia a tracción o el lime elástico para una carga estática.
Aparece sin previo aviso causando roturas catastróficas.
Características De laFatiga
Flexión: Es el tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término “alargado” se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. El concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.
Ejemplo de Flexión
Arriba un elemento tal como una barra se encuentra en estado de reposo; en la difura de abajo dicho elemento es sometido a una fuerza. El elemento en consecuencia, se dobla en el mismo sentido de la fuerza.
Torsión: Es la solución que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánica, como pueden ser ejes o elementos, donde una dimensión predomina sobre las otras dos aunque es posible encontrarla en situaciones diversas. Es el efecto producido por aplicar fuerzas paralelas de igual magnitud pero en sentido opuesto en el mismo sólido.
Características de la tensión
Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal. Si se estas presentan por un campo vectorial sus líneas de flujo “circulan” alrededor de la sección.
Cuando las tensiones anteriores no están distribuidas adecuadamente, cosa que sucede siempre a menos que la sección tenga simetría circular, aparecen alabeos seccionales que hacen que las secciones transversales deformadas no sean planas.
Ejercicios
Un enlace bd consiste en una sola barra de 30mm de largo y 12 mm de espesor. sabiendo que cada pin tiene 10mm de diámetro. determine el máximo valor de la tensión media en el enlace bd si:
ϴ= 0°ϴ= 90°
Cada uno de los 4 esfuerzos verticales tienen 8x36mm en la sección transversal rectangular uniforme y cada uno de los 4 pins tiene 16mm de diámetro. determine el máximo valor de la tensión normal en los enlaces conectados en:
a. puntos b y db. puntos c y e
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