ESFUERZO Y DEFORMACIÓN

REALIZADO POR:SAMIE REYES

C.I: 18.586.658

I N S T I T U T O U N I V E R S I T A R I O P O L I T E C N I C O

“ S A N T I A G O M A R I Ñ O ”

E X T E N S I O N P O R L A M A R

INTRODUCCION

Todo material reaccionara de distinta manera al estar sometido a distintas cargas en su superficie, pudiendo presentar niveles de deformación y de esfuerzo únicos, demostrando distintas reacciones tales como cambios en su tamaño, en su forma o tal vez el quiebre de la misma.

por eso debido a las distintas cualidades de los materiales, estos podrán ser mas dúctiles, elásticos, resistentes y frágiles en comparación con otros materiales cuando se sometan a distintas cargas.

A continuación se presentaran distintos términos asociados al estudio de las cualidades de los materiales cuando se les somete a esfuerzos y cargas axiales.

DEFORMACIÓN

La deformación se define como cualquier cambio en la posición o en las

relaciones geométricas internas sufridas por un cuerpo siendo

consecuencia de la aplicación de un campo de esfuerzos, por lo que se

manifiesta como un cambo de forma, de posición, de volumen o de

orientación. Puede tener todos estos componentes, cuando esto ocurre

se dice que la deformación es total.

TIPOS DE DEFORMACIÓN

Dependiendo de la naturaleza del material y las

condiciones bajo las que se encuentre, existen

varios tipos de deformación. Se dice que un

cuerpo sufre una deformación elástica cuando la

relación entre esfuerzo y deformación es

constante, y el cuerpo puede recuperar su forma

original al cesar el esfuerzo deformante. Cuando

dicha relación no es constante se produce una

deformación plástica y aunque se retire el

esfuerzo, el cuerpo quedará con una deformación

permanente.

ESFUERZO

Se define como la fuerza por unidad de superficie que soporta o se aplica

sobre un cuerpo, es decir es la relación entre la fuerza aplicada y la

superficie donde se aplica.

Una fuerza aplicada a un cuerpo no genera el mismo esfuerzo sobre cada

una de las superficies del cuerpo, pues al variar la superficie, varia la

relación fuerza / superficie, lo que comprende el esfuerzo.

TIPOS DE ESFUERZOS

Tracción. Hace que se separen entre sí las distintas

partículas que componen una pieza, tendiendo a

alargarla. Por ejemplo, cuando se cuelga de una cadena

una lámpara, la cadena queda sometida a un esfuerzo de

tracción, tendiendo a aumentar su longitud.

Compresión. Hace que se aproximen las diferentes

partículas de un material, tendiendo a producir

acortamientos o aplastamientos. Cuando nos sentamos

en una silla, sometemos a las patas a un esfuerzo de

compresión, con lo que tiende a disminuir su altura.

TIPOS DE ESFUERZOS

Torsión. Las fuerzas de torsión son las que hacen que una pieza tienda a retorcerse sobre su eje central. Están sometidos a esfuerzos de torsión los ejes, las manivelas y los cigüeñales.

Flexión. Es una combinación de compresión y de tracción. Mientras que las fibras superiores de la pieza sometida a un esfuerzo de flexión se alargan, las inferiores se acortan, o viceversa. Al saltar en la tabla del trampolín de una piscina, la tabla se flexiona. También se flexiona un panel de una estantería cuando se carga de libros o la barra donde se cuelgan las perchas en los armarios.

CARACTERÍSTICAS DE ESFUERZO Y DEFORMACIÓN

Probablemente una de las características ingenieriles más representativas de unmaterial, desde el punto de vista de definir su comportamiento en relación con lasnecesidades y los usos del ingeniero, es el conjunto de datos de un proceso deincitación respuesta que constituye lo que usualmente se llama la relación orelaciones esfuerzo deformación.

El ingeniero se preocupa fundamentalmente de dos aspectos básicos de losmateriales de construcción estos aspectos son la resistencia del material a losesfuerzos a los que se someta y la deformabilidad debido a los esfuerzos a losque se somete el suelo.

Si los suelos fueran homogéneos, isótropos y linealmente elásticos, seria posibledescribir su comportamiento esfuerzo-deformación haciendo uso del modulo deYoung y la relación de deforrmabilidad, obtenidas de una prueba única y sencilla,tal como una simple prueba de extensión, en que se estirase una barra delmaterial midiendo las tensiones aplicadas y las deformaciones longitudinales ytransversales resultantes. Con las constante elásticas seria posible, en el materialideal, calcular la relación entre los esfuerzos y las deformaciones para otros tiposde prueba que representan condiciones reales distintas de la tensión simple.

ORÍGENES DE ESFUERZO Y DEFORMACIÓN

Robert Hooke (Freshwater, 18 de julio de 1635 - Londres, 3 de marzo de 1703)científicoinglés. Fue uno de los científicos experimentales más importantes de la historia dela ciencia, polemista incansable con un genio creativo de primer orden. Susintereses abarcaron campos tan dispares como la biología, la medicina, lacronometría, la física planetaria, la microscopía, la náutica y la arquitectura.

Participó en la creación de la primera sociedad científica de la historia, la Royal Societyde Londres. Sus polémicas con Newton acerca de la paternidad de la ley de lagravitación universal han pasado a formar parte de la historia de la ciencia.

Robert Hooke estableció en el año de 1676, en Inglaterra, ut tensio sic vis, lo quesignifica "como sea la deformación así será la fuerza..." es decir, que los esfuerzoso aplicados son directamente proporcionales a las deformaciones producidas, aesta afirmación, se le conoce como la Ley de Hooke.hacer que esta ley sea más deaplicabilidad en general, se hace conveniente definir los términos "esfuerzo" y"deformación".

IMPORTANCIA DE ESFUERZO Y DEFORMACIÓN

La parte de la física que estudia la relación entre el esfuerzo y la

deformación en los materiales que son capaces de fluir. Es una parte de

la mecánica de medios continuos Una de las metas más importantes es

encontrar ecuaciones constitutivas para modelar el comportamiento de

los materiales. Dichas ecuaciones son en general de carácter tensorial.

Las propiedades mecánicas estudiadas se pueden medir

mediante reómetros ,aparatos que permiten someter al material a

diferentes tipos de deformaciones controladas y medir los esfuerzos o

viceversa.

RIGIDEZ

capacidad de una pieza estructural o de un material

sólido para soportar esfuerzos sin sufrir

deformaciones ni desplazarse. La cuantificación de la

rigidez frente a diversas configuraciones de carga

puede expresarse a través de los coeficientes de

rigidez, que son magnitudes físicas.

FRAGILIDADSE RELACIONA CON LA CUALIDAD DE LOS OBJETOS Y

LOS MATERIALES DE ROMPERSE CON FACILIDAD.

AUNQUE TECNICAMENTE LA FRAGILIDAD SE

DEFINE MAS TECNICAMENTE COMO LA CAPACIDAD

DE UN MATERIAL DE FRACTURARASE ANTE UNA

ESCASA DEFORMACION

ELASTICIDAD

Propiedad en virtud de la cual un cuerpo se deforma de maneraproporcional a la carga aplicada y recupera su forma original unavez ha cesado la acción de la carga. Un cuerpo se denominaperfectamente elástico si no experimenta deformacionespermanentes, es decir, siempre recupera su figura inicial.

PLASTICIDADPuede decirse que la plasticidad es una propiedad mecánica de

algunas sustancias, capaces de sufrir una deformaciónirreversible y permanente cuando son sometidas a una tensiónque supera su rango o límite elástico. Cuando se trata demetales, es posible explicar la plasticidad de acuerdo a losmovimientos de las dislocaciones que resultan imposibles derevertir. Hay que diferenciar, en este sentido, entra laplasticidad y lo que se conoce como comportamiento elástico,que sí puede revertirse a nivel termodinámico

DIAGRAMA DE ESFUERZO Y DEFORMACIÓN

CURVA ESFUERZO-DEFORMACION

La relación entre el estado de esfuerzos s, inducido en un material por la aplicación de una fuerza, y la deformación e que produce se puede representar gráficamente. Una curva típica de la relación entre s y e es la de la siguiente figura:

EJERCICIOS

Cuando se desea construir algún producto, estructura o artefacto, se desea poder hacerlo con la mayor calidad y así garantizar su durabilidad en el área en la cual será aplicado dicho producto.

Para eso resulta de gran importancia conocer las propiedades de cada material para entender su comportamiento y su reacción ante situaciones en las cuales se sometan a fuerzas o cargas que comprometan su estructura, guiándonos a poder elegir con plena exactitud que material elegir para la fabricación de dicho producto.

CONCLUSIÓN