FENÓMENOS DE DEFORMACIÓN ELÁSTICA EN MECANISMOS Equipo 2

ROCIO ORDOÑES SEVERINO

JOSE LUIS HERNANDEZ MARTINEZ

JESUS CHAVEZ ANTONIO

JONATAN EDUARDO GARCIA CASTILLO

YUSSEF REYES MONTES DE OCA

JOSE ANGEL MEJIA

Fenómenos de tensión y de compresión

QUE ES TENSION?

Se conoce como fuerza de tensión a la fuerza que, aplicada a un cuerpo elástico, tiende a producirle una tensión

Las cuerdas, por ejemplo, permiten transmitir fuerzas de un cuerpo a otro. Cuando en los extremos de una cuerda se aplican dos fuerzas iguales y contrarias, la cuerda se pone tensa. Las fuerzas de tensión son, en definitiva, cada una de estas fuerzas que soporta la cuerda sin romperse.

La resistencia de un material depende de su capacidad para soportar una carga sin deformación excesiva o falla. Esta propiedad en inherente al material mismo y debe determinarse por experimentación. Entre las pruebas mas importantes están las pruebas de tensión o compresión.

¿QUE ES COMPRESIÓN?

Es la resultante de las tensiones o presiones que existen dentro de un sólido deformable o medio continuo , caracterizada porque tiende a una reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección (coeficiente de Poisson).

Para llevar a cabo esta prueba se prepara un espécimen o probeta de forma y tamaño “estándar”.Antes de la prueba, se imprimen con un punzós a la probeta dos marcas pequeñas a lo largo de esta. Estas marcas se colocan lejos de los extremos del espécimen por que la distribución del esfuerzo en los extremos es un tanto compleja debido al agarre de las conexiones cuando se aplica una carga. Se toman mediciones tanto de la sección transversal inicial del espécimen, A0, como de la distancia L0 de la longitud calibrada entre las marcas del punzón.Por ejemplo:Cuando se usa un espécimen de metal en una prueba de tensión, generalmente este tiene un diámetro inicial de d0 = 0.5 pulg. (13mm) y una longitud calibrada de L0 = 2 pulg. (50mm), fig. 3-1.Con objeto de aplicar una carga axial, sin que tenga lugar la flexión en el espécimen, por lo regular los extremos se asientan sobre juntas de rotula. Luego se usa una maquina de prueba similar a la mostrada en la fig. 3-2 para estirar el espécimen a un régimen constante muy lento, hasta alcanzar el punto de ruptura la maquina se diseña para que se pueda leer la carga requerida para mantener este alargamiento uniforme.

Durante la prueba, y a intervalos frecuentes, se registran los datos de la carga aplicada P, a medida que leen en la caratula de la maquina o en un dispositivo digital. También puede medirse el alargamiento δ = L - L0 entre las marcas que se hicieron en el espécimen con el punzón, usando ya sea una galga o un dispositivo óptico o mecánico llamado extensómetro. Este valor de б se usa luego para determinar la deformación unitaria normal promedio en el espécimen o muestra.

DIAGRAMA DE ESFUERZO-DEFORMACION UNITARIA

A partir de los datos de un ensayo de tensión o de compresión, es posible calcular varios valores del esfuerzo y la correspondiente deformación unitaria en el espécimen y luego graficar los resultados. La curva resultante se llama diagrama de esfuerzo-deformación unitaria y hay dos maneras de describirlo.

Diagrama convencional de esfuerzo-deformación unitaria

Usando los datos registrados, podemos determinar el esfuerzo nominal o de ingeniería dividiendo la carga P aplicada entre el área A0 de la sección transversal original del espécimen. Este calculo supone que el esfuerzo es constante en la sección transversal en toda la región entre los puntos calibrados. Tenemos:

De la misma manera, la deformación nominal o de ingeniería se determina directamente leyendo el calibrador o dividiendo el cambio en la longitud calibrada δ, entre la longitud calibrada original del espécimen L0. aquí se supone que la deformación unitaria es constante en la región entre los puntos calibrados. Entonces,

Si se grafican los valores correspondientes de б y ε, con los esfuerzos como ordenadas y las deformaciones unitarias como abscisas, la curva resultante se llama diagrama de esfuerzo-deformación unitaria. Este diagrama es muy importante en la ingeniería ya que proporciona los medios para obtener datos sobre el tamaño o forma geométrica del material. Sin embargo, debe ser claro que nunca serán exactamente iguales dos diagramas de esfuerzo-deformación unitaria para un material particular, ya que los resultado dependen entre otras variables de la composición del material, de imperfecciones microscópicas, de la manera en que esta fabricado, de la velocidad de la carga y de la temperatura durante la prueba.

Veremos ahora las características de la curva convencional esfuerzo-deformación unitaria del acero, material comúnmente usado para la fabricación de miembros estructurales y elementos mecánicos. El la figura 3-4 se muestra el diagrama característico de esfuerzo-deformación unitaria de una probeta de acero, usando el método antes descrito. En esta curva podemos identificar cuatro maneras diferentes en que el material se comporta, dependiendo de la cantidad de deformación unitaria inducida en el material.

COMPORTAMIENTO ELASTICO

Este comportamiento elástico ocurre cuando las deformaciones unitarias en el modelo están dentro de la región ligeramente sombreada que se muestra en la fig. 3-4.Puede verse que la curva es en realidad una línea recta a través de toda esta región, así que el esfuerzo es proporcional a la deformación unitaria. En otras palabras se dice que el material es linealmente elástico. El limite superior del esfuerzo en esta relación lineal se llama limite de proporcionalidad, si el esfuerzo excede un poco el limite de proporcionalidad, el material puede todavía responder elásticamente, sin embargo, la curva tiende a aplanarse causando un incremento mayor deformación unitaria con el correspondiente incremento de esfuerzo. Esto continua hasta que el esfuerzo llega al limite elástico . Para determinar este punto en cualquier espécimen, debemos, aplicar, y luego retirar, una carga creciente hasta que se detecte una deformación permanentemente en el mismo. Sin embargo, en el acero rara vez se determina el limite elástico, puesto que esta muy cerca del limite de proporcionalidad y por tanto, su detección es bastante difícil.

FLUENCIA

Un ligero aumento en el esfuerzo mas allá del limite elástico provocara un colapso del material y causara que se deforme permanentemente. Este comportamiento se llama fluencia, y esta indicado por la región mas obscura de la curva. Fig. 3-4. el esfuerzo que origina la fluencia se llama esfuerzo de fluencia o punto de fluencia, y la deformación que ocurre se llama deformación plástica.

En los aceros con bajo contenido de carbono o aquellos que sean laminados o rolados en caliente, se distinguen dos valores para el punto de fluencia. El punto superior de la fluencia ocurre primero, seguido por una disminución súbita en la capacidad de soportar carga hasta un punto inferior de fluencia.

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biblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/curzoz/torsion_mecanica.doc

http://es.slideshare.net/gUgUsTaSiO/torsion-fisica-9

http://es.slideshare.net/danieladebenedetto/presentacin-de-elementos-27883757