Análisis experimental y comunicacional de los esfuerzos

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Procesos de manufactura

Análisis experimentales y computacionales

 de los esfuerzos

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Maureen Valenzuela

Fabrizzio Fica

Hugo Silva

Joaquín Lavín

Cristóbal Herrera

Francisco González

Profesor Luciano Parada Letelier

Introducción

En la industria -cualquiera sea esta-  es sumamente importante y relevante el tema de la seguridad, tanto del recurso humano, como de los productos e infraestructura, por lo que, visto desde el punto de vista de la resistencia de materiales, es importante medir y analizar analíticamente la magnitud los esfuerzos a los que eventualmente podrían estar sometidos los factores que anteriormente mencionamos.

Por eso la importancia de este informe, ya que expondremos y desarrollaremos teóricamente algunos métodos de análisis de esfuerzo, ya sean de tipo experimental o computacional.

Los análisis más importantes que desarrollaremos son: análisis de fuerza fotoelastica, recubrimiento fotoelastico, medición de la deformación y análisis del elemento finito.

Análisis fotoelástico de los esfuerzos

El método fotoelástico se basa en el hecho de que algunos materiales presentan birrefringencia cuando están sometidos a esfuerzos, la magnitud de los índices de refracción en cada punto del material está directamente relacionada con el estado de tensión en ese punto.

Cuando se quieren analizar los esfuerzos sobre objetos casi bidimensionales (placas, planchas, etc), se puede producir un modelo del mismo utilizando un material especial que permite visualizar la distribución del esfuerzo dentro de la superficie del mismo

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                                                                                       Modelo fotoelástico de una barra plana con una    carga axial y un agujero central (Fuente: “Resistencia de materiales”, quinta edición)

Recubrimiento fotoelástico

Cuando se trata de objetos tridimensionales es mucho más complicado analizar la distribución de esfuerzos ya que son sólidos que por su geometría es casi imposible modelar el material fotoelástico rígido. Para este tipo de sólidos existe un material fotoelástico especial, una especie de resina, la cual recubre dicho sólido a su medida moldeándose a su propia superficie.

Este material funciona de la siguiente manera; este tipo de plástico se adhiere al sólido y con la sensibilidad que va sintiendo se le aplica una luz polarizada la cual va indicando donde se producen los esfuerzos máximos para calcular sus valores aproximados. Con esto se logra conocer la distribución general del esfuerzo y ubicar donde se encuentran los esfuerzos más altos para así realizar ensayos más precisos.

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Medición de la deformación:

El análisis experimental de esfuerzos es utilizado luego de haber realizado técnicas fotoelásticas para localizar las zonas de esfuerzo máximo.

Es necesario para medir con más precisión la magnitud de las deformaciones en direcciones particulares y el método más frecuentemente utilizado es el medidor de deformación de resistencia eléctrica, el cual consta de una rejilla de lámina metálica delgada hecha de un material sensible a la deformación con un sustrato aislante. El medidor se aplica con un adhesivo especial a la superficie del componente donde es probable que ocurran esfuerzos críticos.

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