Resistencia de materiales. Investigación primer parcial, esfuerzo y deformación
Enviado por Trustydoor27 • 27 de Octubre de 2023 • Trabajos • 2.894 Palabras (12 Páginas) • 29 Visitas
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Universidad de las Californias Internacional
Materia
Resistencia de materiales
Investigación primer parcial, esfuerzo y deformación
Carrera
Ingeniería civil
Docente
Juan Antonio Alfonso
Alumno
Camacho Zavala Osmar Alberto
Introducción 2
¿Qué es el esfuerzo? 3
∙ Campo Elástico 4
∙ Límite Elástico 4
∙ Campo Dúctil 4
∙ Límite de Fractura 4
La Ley de Hooke, 4
Módulo de elasticidad 5
Módulo de Young 5
¿Qué es la deformación? 6
Tipos de Esfuerzos 7
Esfuerzo cortante 7
Dirección del esfuerzo cortante 7
En 2 Dimensiones 7
Convención de señales de esfuerzo cortante 8
En 3 Dimensiones: 8
Esfuerzo a compresión 10
Esfuerzo a tensión 12
Deformación unitaria 13
Conclusión 14
Fuente bibliográfica 14
Introducción
En este documento, abordaremos una investigación a fondo para saber que es el esfuerzo y deformación con los siguientes subtemas:
- Elasticidad
- Deformación
- Esfuerzo cortante
- Esfuerzo a compresión
- Esfuerzo a tensión
¿Qué es el esfuerzo?
Esfuerzo: es la razón de una fuerza aplicada entre el área sobre el cual actúa, por
ejemplo: Néwtones/m², o libras/ft². (Leonardo, 2020)
El esfuerzo puede ser de diferentes tipos, dependiendo de cómo se aplique la fuerza y cómo responda el material
fórmula básica para calcular el esfuerzo es:
σ = F / A
Donde:
- σ es el esfuerzo (medido en pascales, (Pa).
- F es la fuerza aplicada (medida en newtons, (N).
- A es el área sobre la cual se aplica la fuerza (medida en metros cuadrados, m²).
El esfuerzo es una parte fundamental de la mecánica de materiales y juega un papel importante en el estudio de la resistencia de los materiales y la predicción de cómo responderán a las fuerzas externas. La relación entre el esfuerzo y la deformación resultante se describe mediante leyes llamadas leyes de elasticidad, que dependen de las propiedades específicas del material, como su módulo de elasticidad
El límite elástico es el esfuerzo máximo que puede sufrir un cuerpo sin que la
deformación sea permanente. (Leonardo, 2020)
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Curva de esfuerzo-deformación típica para un cuerpo sólido
- Campo Elástico: En esta primera fase de la curva, el material se comporta de manera elástica. Esto significa que la deformación es proporcional al esfuerzo aplicado, y cuando se retira la carga, el material vuelve a su forma original sin deformación permanente. La pendiente de esta región en la curva es el módulo de elasticidad del material, que cuantifica su rigidez en el campo elástico.
- Límite Elástico: El límite elástico es el punto en la curva de esfuerzo-deformación donde el material comienza a experimentar deformación plástica, es decir, una deformación permanente. Si el esfuerzo aplicado supera el límite elástico, el material no volverá completamente a su forma original una vez retirada la carga.
- Campo Dúctil: En esta fase, después del límite elástico, el material muestra un comportamiento dúctil. A medida que se aumenta el esfuerzo, el material se estira o deforma de manera continua y puede soportar una cantidad significativa de deformación antes de alcanzar su límite de fractura. En esta fase, el material puede experimentar endurecimiento por deformación, lo que significa que se vuelve más difícil de deformar a medida que continúa la carga.
- Límite de Fractura: El límite de fractura es el punto en la curva de esfuerzo-deformación en el cual el material se rompe o fractura. Este punto marca la resistencia máxima del material a la carga antes de que falle
Si no se excede el límite elástico, de un material, podemos aplicar la Ley de Hooke
a cualquier deformación elástica. Dentro de los límites para un material dado, se
ha comprobado experimentalmente que la relación de un esfuerzo determinado
entre la deformación que produce es una constante. En otras palabras, el esfuerzo
es directamente proporcional a la deformación. (Leonardo, 2020)
La Ley de Hooke, establece:
Siempre que no se exceda el límite elástico, una deformación elástica es
directamente proporcional a la magnitud de la fuerza aplicada por unidad de área
(esfuerzo).
Si llamamos a la constante de proporcionalidad el módulo de elasticidad, podemos
escribir la Ley de Hooke en su forma más general:
Módulo de elasticidad = [pic 3]
Los esfuerzos y deformaciones son longitudinales cuando se aplican a alambres,
varillas, o barras. El esfuerzo longitudinal está dado por:
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