capitulos i, ii y iii elementos de máquinas

República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación

Instituto Universitario Politécnico“Santiago Mariño”

Elementos de Máquinas

Realizado Por:

Mata, Estefani C.I. 24.106.907Prof. Julián Carneiro

Porlamar, Junio de 2015

Esfuerzo: Es la Intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo. El esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de área. σ = f/a Dónde: F= Fuerza axialA= Área de la sección transversal.

Tipos de Esfuerzos

Se dice que un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción cuando sobre él actúan esfuerzos

que tienden a estirarlo, como sucede, por ejemplo, con los cables

de un puente colgante o con una lámpara que está colgada del techo.

Esfuerzo de

tracción

Un elemento se encuentra sometido a compresión cuando sobre él se aplican fuerzas que

tienden a provocar su aplastamiento, como es el caso, de

los pilares de nuestra casa, o de las patas de una silla cuando

estamos sentados en ella.

Esfuerzo de

compresión

Este tipo de esfuerzos es el que se aplica sobre elementos que tienden a doblarse. Es una combinación de compresión y tracción, mientras que las fibras superiores de la pieza sometida a un esfuerzo de flexión se acortan, las inferiores se alargan.

Esfuerzo de

Flexión

Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Es el caso del esfuerzo que sufre una llave al girarla dentro de la cerradura.

Esfuerzo de

torsión

Es el esfuerzo que al ser aplicado sobre un elemento provoca su desgarro o corte. Se produce cuando sobre el mismo plano se aplican esfuerzos en sentidos opuestos. Es el caso de la bola de enganche de una caravana.

Esfuerzo de Cortadura o Cizalladura

Características de los Esfuerzos

Ofrece resistencia en un área unitaria del material del que está hecho un miembro para una carga aplicada externa.

Empleo enérgico de la fuerza física contra algún impulso o resistencia.

Las fuerzas aplicadas a un elemento estructural pueden inducir un efecto de deslizamiento de una parte del mismo con respecto a otra.

Deformación: Es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos

internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la

ocurrencia de dilatación térmica.

Tipos de Deformación

Deformación elástica: El cuerpo tiende a volver a su forma original luego de quitar la fuerza que produce la deformación.

Deformación plástica: El cuerpo nunca vuelve a su estado original luego de retirar la fuerza que produce la deformación.

Características de la deformación Plástica

Es irreversible Termina con la fractura del material

El material experimenta cambios termodinámicos irreversibles al adquirir mayor energía potencial elástica

Características de la deformación Elástica

Es reversible, es decir, una vez que ya no se aplican las fuerzas, el objeto vuelve a su forma original.

El sólido, al variar su estado tensional y aumentar su energía interna en forma de energía potencial elástica, solo pasa por cambios termodinámicos reversibles.

Fatiga: Se le denomina a la falla de un material sometido a cargas variables,

después de cierto número de repeticiones de carga. Se refiere a un fenómeno por el

cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más

fácilmente que con cargas estáticas.

Ocurre en estructuras sometidas a tensiones dinámicas y fluctuantes.

Puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia a tracción o el lime elástico para una carga estática.

Aparece sin previo aviso causando roturas catastróficas.

Características De laFatiga

Flexión: Es el tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término “alargado” se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. El concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.

Ejemplo de Flexión

Arriba un elemento tal como una barra se encuentra en estado de reposo; en la difura de abajo dicho elemento es sometido a una fuerza. El elemento en consecuencia, se dobla en el mismo sentido de la fuerza.

Torsión: Es la solución que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánica, como pueden ser ejes o elementos, donde una dimensión predomina sobre las otras dos aunque es posible encontrarla en situaciones diversas. Es el efecto producido por aplicar fuerzas paralelas de igual magnitud pero en sentido opuesto en el mismo sólido.

Características de la tensión

Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal. Si se estas presentan por un campo vectorial sus líneas de flujo “circulan” alrededor de la sección.

Cuando las tensiones anteriores no están distribuidas adecuadamente, cosa que sucede siempre a menos que la sección tenga simetría circular, aparecen alabeos seccionales que hacen que las secciones transversales deformadas no sean planas.

Ejercicios

Un enlace bd consiste en una sola barra de 30mm de largo y 12 mm de espesor. sabiendo que cada pin tiene 10mm de diámetro. determine el máximo valor de la tensión media en el enlace bd si:

ϴ= 0°ϴ= 90°

Cada uno de los 4 esfuerzos verticales tienen 8x36mm en la sección transversal rectangular uniforme y cada uno de los 4 pins tiene 16mm de diámetro. determine el máximo valor de la tensión normal en los enlaces conectados en:

a. puntos b y db. puntos c y e