Esfuerzos y deformaciones

Todo lo relacionado en este articulo “Esfuerzos y Deformaciones” lo puedes encontrar en los libros de “Mecánica de Sólidos, de Edgar P. Popov, 2da edicion”
“Mecánica de Materiales por Robert W. Fitzgerald”

Tipos de Cargas

En la física conocemos tres tipos de carga: carga estática, la carga dinámica y la carga cíclica.

• carga estática: este tipo de carga se aplica gradualmente desde un valor cero o inicial hasta su valor máximo.
• carga dinámica: este tipo de carga se aplica con velocidad sobre la pieza que lo soporta. En este caso la tensión producida es mucho mayor que en la carga estática, pues la energía cinética es absorbida elásticamente por la pieza. Las cargas dinámicas se dividen en tres: carga súbita, carga de choque libre y carga de choque forzado.
  • Carga Súbita: es cuando la carga máxima se aplica de manera instantáneamente.
  • Carga de choque libre: está se produce por la caída de un cuerpo sobre un elemento resistente.
  • Carga de choque forzado: éste tipo de choque obliga a dos masas que han colisionado a seguir deformándose después del choque.
• carga cíclica o alternada: es aquella que cambia de dirección como el cigüeñal o amortiguadores.

Esfuerzos

El esfuerzo es una fuerza que actúa sobre el área unitaria de algún objeto en la que se aplica, existentes fuerzas de tensión, tracción, torsión, flexión, compresión y cortantes.

Estas fuerzas se identifican por la letra griega (sigma) σ.

Podemos encontrar la fuerza de tracción cuando una lampara cuelga de una cadena del techo, la cadena sufre una fuerza de tracción, o por ejemplo de comprensión cuando nos sentamos en una silla y las patas son sometidas a una fuerza de comprensión contra el suelo.

En términos más simples en el libro de “Mecánica de Materiales por Robert W. Fitzgerald dice:
“El esfuerzo es una función de las fuerzas internas en un cuerpo que se producen por la aplicación de las cargas exteriores. la mecánica de materiales es un estudio de la magnitud y distribución de estas fuerzas internas” (Fitzgerald, 2007, p.5).

Sigma

Como se dijo anteriormente la letra griega sigma es la que identifica el símbolo de esfuerzo en la que se resume de la siguiente manera.

σ = esfuerzo unitario medido en lb/plg ^2 o en N/m^2
P= carga aplicada en lb o en newtons
A= área sobre la que actúa la carga

Deformación

La deformación se define como la elongación del material al que le han aplicado fuerza, esta deformación puede ser plástica o elástica, esto quiere decir, que si el material puede regresar a su forma original una vez deformado (elástico) o si una vez deformado este no puede volver a su forma original (plástica).

La letra griega que define este suceso es la ε.

Su ecuación se define por:
ε = δ/L
Esto quiere decir que la deformación unitaria ε será igual a la deformación total δ entre la longitud original del material.

Un ejemplo simple es un resorte (deformación elástica) y una plástilina o foami (deformación plástica).

Fatiga

La fatiga consiste en la repetición cíclica o periódica de una carga sobre un material. Estas cargas repetidas pueden formar una microgrieta sobre un defecto estructural, provocando una concentración de tensiones, esfuerzos y deformaciones. El proceso consiste en un inicio y posterior de fisuras que van creciendo hasta comprometer la estructura.

Deja tus comentarios

Posteriormente espero poder explicar este tema en un video que llevará varios ejemplos…, En fin espero les haya servido el tema de esfuerzos y deformaciones, y de ser necesario deja tus comentarios y dinos en que se puede mejorar.

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