Esfuerzos Mecánicos y Propiedades de Resistencia de Materiales
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Esfuerzos Mecánicos
1 Tracción
Es un esfuerzo normal o perpendicular a la sección transversal del cuerpo, que tiende a alargar las fibras. Ejemplos: cadena, cable, tornillo de unión.
2 Compresión
El sentido perpendicular de las cargas es tal que tiende a acortar las fibras de la pieza. Ejemplos: arandelas, columna que soporte un robot.
3 Cizalladura o cortadura
Es el esfuerzo que soporta una pieza cuando sobre ella actúan fuerzas contrarias, que tienden a hacer deslizar entre sí las secciones en que actúan. Ejemplo: los roblones.
4 Flexión
La fuerza que actúa sobre un cuerpo de forma tal que tiende a doblarlo, alargándose unas fibras y acortándose otras. Aparece el esfuerzo de flexión en vigas de estructuras.
5 Pandeo
Es un esfuerzo combinado de flexión y compresión que se presenta en columnas y piezas cargadas axialmente, cuando su sección transversal es pequeña en relación a su altura o longitud. Ejemplo: una broca desafilada.
6 Torsión
Es un esfuerzo que se produce al retorcer una pieza. Ejemplos: todos los árboles de los mecanismos.
Tipos de tensión
La tensión es la fuerza que actúa en cada unidad de superficie. Existen dos tipos principales:
- Normal a la superficie.
- Contenida en ella.
Elasticidad
Uno de los conceptos básicos en el estudio de resistencias de materiales es la elasticidad y la ley de Hooke, relativa a las deformaciones.
1 Ley de Hooke
Trata del alargamiento que pueden sufrir los materiales cuando se someten a un esfuerzo de tracción. Todos los materiales cumplen que, cuanto mayor sea la fuerza de tracción, su alargamiento es proporcional a este, hasta alcanzar su límite elástico. Una vez alcanzado dicho punto, el alargamiento se vuelve desproporcional hasta el punto de ruptura, donde finalmente la pieza se parte.
2 Diagrama de alargamiento y tensiones
- Límite de proporcionalidad: El punto donde termina la línea recta se denomina límite de proporcionalidad.
- Límite de elasticidad: Representa el valor mayor que puede alcanzarse sin que se produzcan deformaciones permanentes.
- Límite de fluencia: Es el punto en el que el material parece que fluye.
- Módulo de elasticidad: Es la relación entre las respectivas tensiones aplicadas al material y los respectivos alargamientos.
- Módulo de rigidez.