Clase N°2 - Definiciones jw3m
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- Words: 1,938
- Pages: 32
DEFINICIONES 1. Fuerzas.
5. Tensión y Tensión isible.
2. Momentos 6. Tracción. 3. Cargas. 7. Compresión. 4. Resistencia.
4.- RESISTENCIA El concepto de origen latino «resistentia» aún posee relevancia ya que su significado es aprovechado desde diversos ámbitos. En este contexto, se puede resaltar que la palabra resistencia posee definiciones desde la perspectiva de la física, la ingeniería, la psicología, la medicina y la geografía.
4.- RESISTENCIA La resistencia de materiales clásica es una disciplina de la ingeniería mecánica, la ingeniería estructural y la ingeniería industrial que estudia los sólidos deformables mediante modelos simplificados. La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo. Un modelo de resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas. Generalmente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular. Para el diseño mecánico de elementos con geometrías complicadas la resistencia de materiales suele ser insuficiente y es necesario usar técnicas basadas en la teoría de la elasticidad o la mecánica de sólidos deformables más generales. Esos problemas planteados en términos de tensiones y deformaciones pueden entonces ser resueltos de forma muy aproximada con métodos numéricos como el análisis por elementos finitos.
DEFINICIONES 1. Fuerzas.
5. Tensión y Tensión isible.
2. Momentos 6. Tracción. 3. Cargas. 7. Compresión. 4. Resistencia.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE La fuerza es una acción que puede modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo; por lo tanto, puede acelerar o modificar la velocidad, la dirección o el sentido del movimiento de un cuerpo dado. La tensión, por su parte, es el estado de un cuerpo sometido a la acción de fuerzas opuestas que lo atraen. Se conoce como fuerza de tensión a la fuerza que, aplicada a un cuerpo elástico, tiende a producirle una tensión; este último concepto posee diversas definiciones, que dependen de la rama del conocimiento desde la cual se analice.
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.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE La física y la ingeniería hablan de tensión mecánica para referirse a la fuerza por unidad de área en el entorno de un punto material sobre la superficie de un cuerpo. La tensión mecánica puede expresarse en unidades de fuerza divididas por unidades de área. En física, tensión es la fuerza aplicada a un cuerpo que le produce una extensión o, si es negativa, compresión. En el Sistema Internacional de Unidades se mide en newtons. En Resistencia de Materiales, tensión es la relación entre la fuerza aplicada y el área sobre el que se aplica. Se representa con la letra griega sigma, siendo las unidades N/m²
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Si se considera un cuerpo sometido a un sistema de fuerzas y momentos de fuerza, se puede observar la acción de las tensiones mecánicas si se imagina un corte mediante un plano imaginario π que divida el cuerpo en dos partes. Para que cada parte estuviera en equilibrio mecánico, sobre la superficie de corte de cada una de las partes debería reestablecerse la interacción que ejercía la otra parte del cuerpo. Así, sobre cada elemento de la superficie (dS), debe actuar una fuerza elemental (dF), a partir de la cual se define un vector tensión (tπ) como el resultado de dividir dicha fuerza elemental entre la superficie del elemento.
La tensión mecánica se expresa en unidades de presión, es decir, fuerza dividida entre área. En el Sistema Internacional, la unidad de la tensión mecánica es el pascal (1 Pa = 1 N/m²). No obstante, en ingeniería también es usual expresar otras unidades como kg/cm² o kg/mm², donde «kg» se refiere a kilopondio o kilogramo-fuerza, no a la unidad de masa kilogramo.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Un caso particular es el de tensión uniaxial, que se define en una situación en que se aplica fuerza F uniformemente distribuida sobre un área A. En ese caso la tensión mecánica uniaxial se representa por un escalar designado con la letra griega σ (sigma) y viene dada por:
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE El concepto de esfuerzo longitudinal parte en dos observaciones simples sobre el comportamiento de cables sometidos a tensión: 1.Cuando un cable con elasticidad lineal se estira bajo la acción de una fuerza F, se observa que el alargamiento unitario ΔL/L es proporcional a la carga F dividida por el área de la sección transversal A del cable, esto es, al esfuerzo, de modo que podemos escribir
donde E es una característica del material del cable llamado módulo de Young. 2. El fallo resistente o ruptura del cable ocurre cuando la carga F superaba un cierto valor Frupt que depende del material del cable y del área de su sección transversal. De este modo queda definido el esfuerzo de ruptura
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Estas observaciones ponen de manifiesto que la característica fundamental que afecta a la deformación y al fallo resistente de los materiales es la magnitud σ, llamada esfuerzo o tensión mecánica. Medidas más precisas ponen de manifiesto que la proporcionalidad entre el esfuerzo y el alargamiento no es exacta porque durante el estiramiento del cable la sección transversal del mismo experimenta un estrechamiento, por lo que A disminuye ligeramente. Sin embargo, si se define la tensión real σ = F/A' donde A' representa ahora el área verdadera bajo carga, entonces se observa una proporcionalidad correcta para valores pequeños de F.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE ¿Cual es la diferencia entre la tensión de fluencia, la tensión isible y la tensión de rotura? La tensión de fluencia marca el límite en la cual, el material del que esté hecho el elemento alcance su esfuerzo de fluencia, que es cuando rebasa el límite elástico lineal y comienza a comportarse inelástica/plásticamente, manteniendo deformaciones permanentes. La tensión máxima que se espera que tolere un objeto se llama tensión isible. Por ejemplo, los pisos de una biblioteca pueden tener una tensión isible de 150 libras por pie cuadrado (11 kilogramos por centímetro cuadrado). La tensión isible es determinada por el factor de seguridad impuesto en el objeto y su límite elástico, o tensión a la cual un objeto se daña permanentemente. Se denomina tensión de rotura, a la máxima tensión que un material puede soportar al ser traccionado antes de que se produzca necking, que es cuando la sección transversal del espécimen se comienza a contraer de manera significativa.. Los metales suelen tener este tipo de comportamiento y en estructuras en las que se emplea acero, se usan distintos tipos de acero para algunas funciones.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE
Zona elástica La zona elástica es la parte donde al retirar la carga el material regresa a su forma y tamaño inicial, en casi toda la zona se presenta una relación lineal entre la tensión y la deformación y tiene aplicación la ley de Hooke. La pendiente en este tramo es el módulo de Young del material. El punto donde la relación entre ? y ? deja de ser lineal se llama límite proporcional. El valor de la tensión en donde termina la zona elástica, se llama límite elástico, y a menudo coincide con el límite proporcional en el caso del acero.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE
Meseta de fluencia Región en donde el material se comporta plásticamente; es decir, en la que continúa deformándose bajo una tensión "constante" o, en la que fluctúa un poco alrededor de un valor promedio llamado límite de cedencia o fluencia.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE
Endurecimiento por deformación Zona en donde el material retoma tensión para seguir deformándose; va hasta el punto de tensión máxima, llamado por algunos tensión ó resistencia última por ser el último punto útil del gráfico.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE
Zona de tensión post-máxima En éste último tramo el material se va poniendo menos tenso hasta el momento de la fractura. La tensión de fractura es llamada también tensión última por ser la última tensión que soportó el material.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE FORMA REAL DE LA CURVA TENSIÓN-DEFORMACIÓN La curva descrita anteriormente se utiliza en ingeniería, pero la forma real de dicha curva es la siguiente:
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Aquí no se presenta una relajación de la tensión, pues sigue aumentando hasta la rotura. Después del punto de carga máxima en el gráfico de ingeniería, comienza a formarse un "cuello" en la probeta; este fenómeno se conoce como estricción. Esta disminución en el área transversal ocurre por deslizamiento debido a tensión cortante en superficies que forman 45° con el eje de la barra.
Ductilidad del material, que es la capacidad para fluir, es decir, la capacidad para alcanzar grandes deformaciones sin romperse. La Fragilidad se define como la negación de la ductilidad. Un material poco dúctil es frágil.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE
DIAGRAMA IDEAL DE UN MATERIAL DUCTIL
DIAGRAMA IDEAL DE UN MATERIAL FRAGIL
DIAGRAMA IDEAL DE UN MATERIAL PLASTICO
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Propiedades mecánicas del acero Resistencia al desgaste. Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en o de fricción con otro material. Tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto). Maquinabilidad. Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta. Dureza. Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse fracturar superficialmente. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Los materiales, en su totalidad, se deforman a una carga externa. Se sabe además que, hasta cierta carga límite el sólido recobra sus dimensiones originales cuando se le descarga. La recuperación de las dimensiones originales al eliminar la carga es lo que caracteriza al comportamiento elástico. La carga límite por encima de la cual ya no se comporta elásticamente es el límite elástico. Al sobrepasar el límite elástico, el cuerpo sufre cierta deformación permanente al ser descargado, se dice entonces que ha sufrido deformación plástica. El comportamiento general de los materiales bajo carga se puede clasificar como dúctil o frágil según que el material muestre o no capacidad para sufrir deformación plástica.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Los materiales dúctiles exhiben una curva Esfuerzo - Deformación que llega a su máximo en el punto de resistencia a la tensión. En materiales más frágiles, la carga máxima o resistencia a la tensión ocurre en el punto de falla. En materiales extremadamente frágiles, como los cerámicos, el esfuerzo de fluencia, la resistencia a la tensión y el esfuerzo de ruptura son iguales. La deformación elástica obedece a la Ley de Hooke Monografias.comLa constante de proporcionalidad E llamada módulo de elasticidad o de Young, representa la pendiente del segmento lineal de la gráfica Esfuerzo - Deformación, y puede ser interpretado como la rigidez, o sea, la resistencia del material a la deformación elástica.
En la deformación plástica la Ley de Hooke deja de tener validez.
DEFINICIONES 1. Fuerzas.
5. Tensión y Tensión isible.
2. Momentos 6. Tracción. 3. Cargas. 7. Compresión. 4. Resistencia.
DEFINICIONES 1. Fuerzas.
5. Tensión y Tensión isible.
2. Momentos 6. Tracción. 3. Cargas. 7. Compresión. 4. Resistencia.
5. Tensión y Tensión isible.
2. Momentos 6. Tracción. 3. Cargas. 7. Compresión. 4. Resistencia.
4.- RESISTENCIA El concepto de origen latino «resistentia» aún posee relevancia ya que su significado es aprovechado desde diversos ámbitos. En este contexto, se puede resaltar que la palabra resistencia posee definiciones desde la perspectiva de la física, la ingeniería, la psicología, la medicina y la geografía.
4.- RESISTENCIA La resistencia de materiales clásica es una disciplina de la ingeniería mecánica, la ingeniería estructural y la ingeniería industrial que estudia los sólidos deformables mediante modelos simplificados. La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo. Un modelo de resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas. Generalmente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular. Para el diseño mecánico de elementos con geometrías complicadas la resistencia de materiales suele ser insuficiente y es necesario usar técnicas basadas en la teoría de la elasticidad o la mecánica de sólidos deformables más generales. Esos problemas planteados en términos de tensiones y deformaciones pueden entonces ser resueltos de forma muy aproximada con métodos numéricos como el análisis por elementos finitos.
DEFINICIONES 1. Fuerzas.
5. Tensión y Tensión isible.
2. Momentos 6. Tracción. 3. Cargas. 7. Compresión. 4. Resistencia.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE La fuerza es una acción que puede modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo; por lo tanto, puede acelerar o modificar la velocidad, la dirección o el sentido del movimiento de un cuerpo dado. La tensión, por su parte, es el estado de un cuerpo sometido a la acción de fuerzas opuestas que lo atraen. Se conoce como fuerza de tensión a la fuerza que, aplicada a un cuerpo elástico, tiende a producirle una tensión; este último concepto posee diversas definiciones, que dependen de la rama del conocimiento desde la cual se analice.
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.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE La física y la ingeniería hablan de tensión mecánica para referirse a la fuerza por unidad de área en el entorno de un punto material sobre la superficie de un cuerpo. La tensión mecánica puede expresarse en unidades de fuerza divididas por unidades de área. En física, tensión es la fuerza aplicada a un cuerpo que le produce una extensión o, si es negativa, compresión. En el Sistema Internacional de Unidades se mide en newtons. En Resistencia de Materiales, tensión es la relación entre la fuerza aplicada y el área sobre el que se aplica. Se representa con la letra griega sigma, siendo las unidades N/m²
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Si se considera un cuerpo sometido a un sistema de fuerzas y momentos de fuerza, se puede observar la acción de las tensiones mecánicas si se imagina un corte mediante un plano imaginario π que divida el cuerpo en dos partes. Para que cada parte estuviera en equilibrio mecánico, sobre la superficie de corte de cada una de las partes debería reestablecerse la interacción que ejercía la otra parte del cuerpo. Así, sobre cada elemento de la superficie (dS), debe actuar una fuerza elemental (dF), a partir de la cual se define un vector tensión (tπ) como el resultado de dividir dicha fuerza elemental entre la superficie del elemento.
La tensión mecánica se expresa en unidades de presión, es decir, fuerza dividida entre área. En el Sistema Internacional, la unidad de la tensión mecánica es el pascal (1 Pa = 1 N/m²). No obstante, en ingeniería también es usual expresar otras unidades como kg/cm² o kg/mm², donde «kg» se refiere a kilopondio o kilogramo-fuerza, no a la unidad de masa kilogramo.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Un caso particular es el de tensión uniaxial, que se define en una situación en que se aplica fuerza F uniformemente distribuida sobre un área A. En ese caso la tensión mecánica uniaxial se representa por un escalar designado con la letra griega σ (sigma) y viene dada por:
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE El concepto de esfuerzo longitudinal parte en dos observaciones simples sobre el comportamiento de cables sometidos a tensión: 1.Cuando un cable con elasticidad lineal se estira bajo la acción de una fuerza F, se observa que el alargamiento unitario ΔL/L es proporcional a la carga F dividida por el área de la sección transversal A del cable, esto es, al esfuerzo, de modo que podemos escribir
donde E es una característica del material del cable llamado módulo de Young. 2. El fallo resistente o ruptura del cable ocurre cuando la carga F superaba un cierto valor Frupt que depende del material del cable y del área de su sección transversal. De este modo queda definido el esfuerzo de ruptura
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Estas observaciones ponen de manifiesto que la característica fundamental que afecta a la deformación y al fallo resistente de los materiales es la magnitud σ, llamada esfuerzo o tensión mecánica. Medidas más precisas ponen de manifiesto que la proporcionalidad entre el esfuerzo y el alargamiento no es exacta porque durante el estiramiento del cable la sección transversal del mismo experimenta un estrechamiento, por lo que A disminuye ligeramente. Sin embargo, si se define la tensión real σ = F/A' donde A' representa ahora el área verdadera bajo carga, entonces se observa una proporcionalidad correcta para valores pequeños de F.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE ¿Cual es la diferencia entre la tensión de fluencia, la tensión isible y la tensión de rotura? La tensión de fluencia marca el límite en la cual, el material del que esté hecho el elemento alcance su esfuerzo de fluencia, que es cuando rebasa el límite elástico lineal y comienza a comportarse inelástica/plásticamente, manteniendo deformaciones permanentes. La tensión máxima que se espera que tolere un objeto se llama tensión isible. Por ejemplo, los pisos de una biblioteca pueden tener una tensión isible de 150 libras por pie cuadrado (11 kilogramos por centímetro cuadrado). La tensión isible es determinada por el factor de seguridad impuesto en el objeto y su límite elástico, o tensión a la cual un objeto se daña permanentemente. Se denomina tensión de rotura, a la máxima tensión que un material puede soportar al ser traccionado antes de que se produzca necking, que es cuando la sección transversal del espécimen se comienza a contraer de manera significativa.. Los metales suelen tener este tipo de comportamiento y en estructuras en las que se emplea acero, se usan distintos tipos de acero para algunas funciones.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE
Zona elástica La zona elástica es la parte donde al retirar la carga el material regresa a su forma y tamaño inicial, en casi toda la zona se presenta una relación lineal entre la tensión y la deformación y tiene aplicación la ley de Hooke. La pendiente en este tramo es el módulo de Young del material. El punto donde la relación entre ? y ? deja de ser lineal se llama límite proporcional. El valor de la tensión en donde termina la zona elástica, se llama límite elástico, y a menudo coincide con el límite proporcional en el caso del acero.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE
Meseta de fluencia Región en donde el material se comporta plásticamente; es decir, en la que continúa deformándose bajo una tensión "constante" o, en la que fluctúa un poco alrededor de un valor promedio llamado límite de cedencia o fluencia.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE
Endurecimiento por deformación Zona en donde el material retoma tensión para seguir deformándose; va hasta el punto de tensión máxima, llamado por algunos tensión ó resistencia última por ser el último punto útil del gráfico.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE
Zona de tensión post-máxima En éste último tramo el material se va poniendo menos tenso hasta el momento de la fractura. La tensión de fractura es llamada también tensión última por ser la última tensión que soportó el material.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE FORMA REAL DE LA CURVA TENSIÓN-DEFORMACIÓN La curva descrita anteriormente se utiliza en ingeniería, pero la forma real de dicha curva es la siguiente:
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Aquí no se presenta una relajación de la tensión, pues sigue aumentando hasta la rotura. Después del punto de carga máxima en el gráfico de ingeniería, comienza a formarse un "cuello" en la probeta; este fenómeno se conoce como estricción. Esta disminución en el área transversal ocurre por deslizamiento debido a tensión cortante en superficies que forman 45° con el eje de la barra.
Ductilidad del material, que es la capacidad para fluir, es decir, la capacidad para alcanzar grandes deformaciones sin romperse. La Fragilidad se define como la negación de la ductilidad. Un material poco dúctil es frágil.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE
DIAGRAMA IDEAL DE UN MATERIAL DUCTIL
DIAGRAMA IDEAL DE UN MATERIAL FRAGIL
DIAGRAMA IDEAL DE UN MATERIAL PLASTICO
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Propiedades mecánicas del acero Resistencia al desgaste. Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en o de fricción con otro material. Tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto). Maquinabilidad. Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta. Dureza. Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse fracturar superficialmente. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Los materiales, en su totalidad, se deforman a una carga externa. Se sabe además que, hasta cierta carga límite el sólido recobra sus dimensiones originales cuando se le descarga. La recuperación de las dimensiones originales al eliminar la carga es lo que caracteriza al comportamiento elástico. La carga límite por encima de la cual ya no se comporta elásticamente es el límite elástico. Al sobrepasar el límite elástico, el cuerpo sufre cierta deformación permanente al ser descargado, se dice entonces que ha sufrido deformación plástica. El comportamiento general de los materiales bajo carga se puede clasificar como dúctil o frágil según que el material muestre o no capacidad para sufrir deformación plástica.
4.- TENSION Y TENSION ISIBLE Los materiales dúctiles exhiben una curva Esfuerzo - Deformación que llega a su máximo en el punto de resistencia a la tensión. En materiales más frágiles, la carga máxima o resistencia a la tensión ocurre en el punto de falla. En materiales extremadamente frágiles, como los cerámicos, el esfuerzo de fluencia, la resistencia a la tensión y el esfuerzo de ruptura son iguales. La deformación elástica obedece a la Ley de Hooke Monografias.comLa constante de proporcionalidad E llamada módulo de elasticidad o de Young, representa la pendiente del segmento lineal de la gráfica Esfuerzo - Deformación, y puede ser interpretado como la rigidez, o sea, la resistencia del material a la deformación elástica.
En la deformación plástica la Ley de Hooke deja de tener validez.
DEFINICIONES 1. Fuerzas.
5. Tensión y Tensión isible.
2. Momentos 6. Tracción. 3. Cargas. 7. Compresión. 4. Resistencia.
DEFINICIONES 1. Fuerzas.
5. Tensión y Tensión isible.
2. Momentos 6. Tracción. 3. Cargas. 7. Compresión. 4. Resistencia.
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