ENSAYOS DE MATERIALES, Diapositivas de Ciencias Aplicadas a la Actividad Profesiona

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ESFUERZO Y DEFORMACION

BAJO CARGA AXIAL

ESFUERZO AXIAL

• (^) EL ESFUERZO ES UNA FUERZA QUE ACTÚA SOBRE EL ÁREA UNITARIA EN LA QUE SE APLICA, EXISTEN ESFUERZOS DE TENSIÓN, FLEXIÓN, COMPRESIÓN Y CORTANTES. LA DEFORMACIÓN UNITARIA SE DEFINE COMO EL CAMBIO DE DIMENSIÓN POR UNIDAD DE LONGITUD. EL ESFUERZO SUELE SE SUELE EXPRESAR EN PASCALES (PA) O EN PSI (LIBRAS POR PULGADAS CUADRADAS, POR SUS SIGLAS EN INGLÉS, POUNDS PER SQUARE INCHES).
• (^) SE DEFINE COMO ESFUERZO AXIAL O NORMAL A LA FUERZA POR UNIDAD DE ÁREA QUE SOPORTA INTERNAMENTE UN MATERIAL, DONDE LA FUERZA ES PERPENDICULAR A LA FUERZA DE ANÁLISIS, POR LO TANTO, EL ESFUERZO AXIAL ES PERPENDICULAR A LA CARA DE ANÁLISIS.

• (^) EN LA PRIMERA IMAGEN TENEMOS REPRESENTADO UN SISTEMA DE UNA VIGA Y UNA VARILLA QUE ESTÁN APOYADAS A LA PARED.
• (^) EN LA FIGURA 2 PODEMOS OBSERVAR EL SISTEMA EN UN DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE CON SUS RESPECTIVAS FUERZAS DE CADA APOYO.
• (^) (FIGURA 3.)CUANDO SEPARAMOS LA VARILLA BC VEMOS QUE ACTÚAN DOS FUERZAS, LA FUERZA FBC ARRIBA A LA IZQUIERDA Y LA FUERZA F’BC ABAJO A LA DERECHA, LO QUE DEBEMOS SABER ES SI ESTA VARILLA VA A SOPORTAR, O NO VA A SOPORTAR LA ACCIÓN DE ESTA CARGA. POR LO QUE ES IMPORTANTE SABER LOS ESFUERZOS QUE VAN A SUCEDER DENTRO DE LA VARILLA. Figura 1 Figura 3 Figura 2

• CUANDO LA BARRA ES ESTIRADA POR LAS FUERZAS P, LOS ESFUERZOS SON

ESFUERZOS TENSIÓN; SI SE INVIERTE LA DIRECCIÓN DE LAS FUERZAS, LA BARRA

SE COMPRIME Y TENEMOS ESFUERZOS DE COMPRESIÓN. PUESTO QUE LOS

ESFUERZOS ACTÚAN EN UNA DIRECCIÓN PERPENDICULAR A LA SUPERFICIE

CORTADA, SE DENOMINAN ESFUERZOS NORMALES.

ES IMPORTANTE TOMAR EN CUENTA EL ESFUERZO AXIAL PARA SABER SI EL

ELEMENTO VA A RESISTIR O NO, PERO NO ES LO ÚNICO QUE HAY QUE SABER PUES

PARA DEFINIR SU RESISTENCIA SE DEBE CONOCER SU SECCIÓN TRANSVERSAL, ASÍ

COMO EL MATERIAL DEL QUE ESTÁ COMPUESTO EL ELEMENTO.

Columna soportando carga axial

• ESFUERZO:

• ES LA FUERZA QUE ACTÚA SOBRE UN CUERPO PARA DEFORMARLO. EN ESTE

SENTIDO, EL COMPORTAMIENTO DE LA MATERIA VARIARÁ DEPENDIENDO DE CÓMO

SE APLIQUE ESTA FUERZA. ASÍ, ESTA PUEDE CAUSAR DIFERENTES DEFORMACIONES

EN LOS CUERPOS:

• -ESTIRARLO (ESFUERZO DE TRACCIÓN)

• -APLASTARLO (ESFUERZO DE COMPRESIÓN)

• -DOBLARLO (ESFUERZO DE FLEXIÓN)

• -CORTARLO (ESFUERZO CORTANTE O DE CORTE)

• -RETORCERLO (ESFUERZO DE TORSIÓN)

FUERZA CORTANTE

• (^) ES LA SUMA ALGEBRAICA DE TODAS LAS FUERZAS EXTERNAS PERPENDICULARES AL EJE DE LA VIGA(O ELEMENTO ESTRUCTURAL) QUE ACTÚAN A UN LADO DE LA SECCIÓN CONSIDERADA.
• (^) LA FUERZA CORTANTE ES POSITIVA CUANDO LA PARTE SITUADA A LA IZQUIERDA DE LA SECCIÓN TIENDE A SUBIR CON RESPECTO A LA PARTE DERECHA.
• (^) ESFUERZO DE CORTE EN LA SECCIÓN S DE UNA VIGA, ES LA COMPONENTE VERTICAL, APLICADA EN EL BARICENTRO DE S, DE TODAS LAS F ACTUANTES A LA IZQUIERDA DE S(O LAS F SITUADAS A LA DERECHA CON SIGNO CONTRARIO).
• (^) EL ESFUERZO CORTANTE, DE CORTE, DE CIZALLA O DE CORTADURA ES EL ESFUERZO INTERNO O RESULTANTE DE LAS TENSIONES PARALELAS A LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE UN PRISMA MECÁNICO COMO POR EJEMPLO UNA VIGA O UN PILAR. DICHO ESFUERZO ESTÁ IMPIDIENDO QUE EL OBJETO SE DEFORME Y ASÍ PUEDA MANTENER SU RIGIDEZ. Esfuerzo cortante en concreto

• (^) ESFUERZO CORTANTE DIRECTO
• (^) ES UN TIPO DE ESFUERZO EN EL QUE LA FUERZA CORTANTE SE RESISTE UNIFORMEMENTE POR EL ÁREA DE LA PARTE QUE SE CORTA, LO QUE PRODUCE UN NIVEL UNIFORME DE FUERZA CORTANTE SOBRE EL ÁREA. ES COMÚN EN LAS OPERACIONES DE PERFORACIÓN.
• (^) AS= PERÍMETRO X ASPERSOR= P X T
• (^) CORTANTE SIMPLE
• (^) CUANDO SE APLICAN FUERZAS PERPENDICULARES AL EJE DEL PERNO, EXISTE LA TENDENCIA DE CORTARLO A TRAVÉS DE SU SECCIÓN TRANSVERSAL, PRODUCIENDO UN ESFUERZO CORTANTE. SI UNA SOLA SECCIÓN TRANSVERSAL DEL PERNO RESISTE LA FUERZA APLICADA, SE DICE QUE SE PRODUCE UN EFECTO CORTANTE SIMPLE. EL ÁREA DE CORTE SE OBTIENE CON LA SIGUIENTE FORMULA:

DEFORMACION AXIAL

Se entiende como deformación a la reacción que sufre un material por un esfuerzo aplicado modificando su estado original

Una deformación axial es aquella

modificación que sufre un cuerpo

por una fuerza longitudinal

aplicada.

El tipo de deformación depende

de la dirección de la fuerza.

LEY DE HOOKE

• (^) CUANDO APLICAS UNA FUERZA A UN MUELLE, PROBABLEMENTE ESTE SE ALARGARÁ. SI DUPLICAS LA FUERZA, EL ALARGAMIENTO TAMBIÉN SE DUPLICARÁ. ESTO ES LO QUE SE CONOCE COMO LA LEY DE HOOKE.
• (^) LA LEY DE HOOKE ESTABLECE QUE EL ALARGAMIENTO DE UN MUELLE ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL MÓDULO DE LA FUERZA QUE SE LE APLIQUE, SIEMPRE Y CUANDO NO SE DEFORME PERMANENTEMENTE DICHO MUELLE.

F=K⋅X

DONDE:

• F ES EL MÓDULO DE LA FUERZA QUE

SE APLICA SOBRE EL MUELLE.

• K ES LA CONSTANTE ELÁSTICA DEL

MUELLE, QUE RELACIONA FUERZA Y

ALARGAMIENTO (CONSTANTE DE

PROPORCIONALIDAD). CUANTO

MAYOR ES SU VALOR MÁS TRABAJO

COSTARÁ ESTIRAR EL MUELLE.

DEPENDE DEL MUELLE, DE TAL

FORMA QUE CADA UNO TENDRÁ LA

SUYA PROPIA.

• X ES LA LONGITUD DE DEFORMACIÓN

O ALARGAMIENTO.

BIBLIOGRAFIAS

• HTTPS://WWW.GLOSSARY.OILFIELD.SLB.COM/ES/TERMS/S/SHEAR_STRESS.ASPX

• HTTPS://ES.SLIDESHARE.NET/MAXDAMIN/ESFUERZO-CORTANTE-

• HTTPS://WWW.FISICALAB.COM/APARTADO/LEY-HOOKE#CONTENIDOS