ensayo 1

80

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  • UUNNIIVVEERRSSIIDDAADD

    TTCCNNIICCAA DDEE AAMMBBAATTOO

    FFAACCUULLTTAADD DDEE IINNGGEENNIIEERRAA

    CCIIVVIILL YY MMEECCNNIICCAA

    EENNSSAAYYOO

    DDEE

    MMAATTEERRIIAALLEESS

    II

    IINNGG.. DDAANNIILLOO MMOORRAALLEESS

    AAMMBBAATTOO--EECCUUAADDOORR

  • INTRODUCIN

    El uso extensivo de los estudios experimentales preliminares al diseo y construccin

    de nuevos elementos mecnicos o estructurales y el uso de procedimientos de ensaye

    para control de procesos establecidos de manufactura y construccin, son hechos

    significantes y bien reconocidos de nuestro desarrollo tcnico. Prcticamente todas las

    ramas de la Ingeniera, especialmente todas aquellas que tratan con estructuras y

    mquinas, conciernen ntimamente a los materiales, cuyas propiedades deben ser

    determinadas con ensayos. La produccin masiva satisfactoria depende de la inspeccin

    y control de calidad de los productos manufacturados, lo que implica un sistema de

    muestreo y ensaye. La preparacin de especificaciones adecuadas y la aceptacin del

    material comprobado de acuerdo con las especificaciones involucra la comprensin de

    los mtodos de ensaye e inspeccin. El arreglo de las disputas relacionadas con las

    fallas y la calidad subnormal casi invariablemente demanda investigaciones que

    involucran ensayos fsicos. La investigacin de ingeniera y la funcin de desarrollo en

    gran escala con base experimental demandan ensayos bien estudiados y cuidadosamente

    planeados.

    Para la inteligente estimacin y el uso de los resultados de los ensayos, es importante

    para los ingenieros, aun para aquellos no ocupados en la labor de ensaye real, poseer

    una comprensin general de los mtodos comunes de ensaye de las propiedades de los

    materiales, y de lo que constituye un ensayo vlido. An ms, al tratarse de las

    especificaciones y a la aceptacin de los materiales, la comprensin de las limitaciones

    impuestas por los mtodos de ensaye e inspeccin es importante.

    Los siguientes temas son bsicos para el estudio del ensaye de materiales:

    1. Tcnica de Ensaye. Cmo operan los tipos de equipo comnmente usados? Es

    el aparato extensamente usado? Cules son las variantes comunes de los

    aparatos ordinarios? Cules limitaciones impone al aparato a la exactitud

    obtenible? Careciendo de equipo de primera clase, Cmo puede uno lograr

    resultados aproximados de los burdos ensayos de campo? Posee la teora de los

    modelos alguna aplicacin en el ensayo dado?

    2. Principios fsicos y mecnicos involucrados en el aparato y procedimiento de

    ensaye. Quedan satisfechas las condiciones supuestas? Qu es lo ms

    susceptible de fallar o arrojar resultados incorrectos? Cules crudezas aparentes

  • pueden desestimarse? Cules refinamientos pueden hacerse para obtener mayor

    exactitud?

    3. Teora de las mediciones. Cul es la precisin de los resultados? Cul de las

    mediciones involucradas controla la precisin de los resultados finales? Son el

    tiempo y esfuerzo despreciados para lograr una innecesaria precisin en algunas

    de las mediciones?

    4. Variabilidad de los materiales. Cuntos ensayos resultan necesarios para

    obtener un promedio significativo? Cul variacin del promedio justifica el

    rechazo de los valores individuales? Qu rango de resistencia (u otra

    propiedad) puede esperarse de un material dado al usrsele en condiciones de

    trabajo?

    5. Interpretacin de los resultados. Cul es el significado de los resultados de los

    ensayos? Pueden los resultados numricos aplicarse directamente al diseo y

    usos similares, o son de algn valor solamente para su comparacin con otros

    resultados? Cmo pueden interpretarse los resultados de ensayos arbitrarios?

    Poseen algn significado los resultados de ensayos arbitrarios si las

    condiciones de ensayo quedan fuera del rango para el cual se han establecido

    correlaciones? Considerando los mtodos de ensaye y la clase de material,

    Cules son las limitaciones de los resultados de los ensayos, o cun confiables

    son los datos e ensayo? Cmo se reflejan en las especificaciones las

    limitaciones del mtodo de ensayo y la variabilidad de los materiales? Cmo

    debe redactarse una especificacin satisfactoria para un material dado?

    Conjuntamente con el avance de nuestro desarrollo tecnolgico han surgido notables

    mejoramientos en los tipos ms antiguos de materiales, muchos descubrimientos de

    otros nuevos, y una variedad de nuevos usos para todos stos. Ellos han entendido el

    alcance de ensaye de materiales y han complicado su prctica. Sin embargo los

    principios fundamentales involucrados en la realizacin de ensayos vlidos y

    confiables son comunes a todos los ensayos y constituye el propsito de este libro

    tratar estos principios por medio de la discusin de los mtodos de ensaye ordinarios

    de los materiales de construccin comunes.

  • CONOCIMIENTO Y ENSAYO DE MATERIALES

    Ensayo, es una reproduccin bajo control del trabajo real del material. Al ensayar, la

    meta es determinar la calidad, es decir, los hechos ir respectivamente de las

    implicaciones de los resultados.

    Los conceptos de las propiedades de los materiales estn usualmente idealizados y sobre

    simplificados. En realidad, nosotros no determinamos las propiedades, en el sentido que

    derivemos algunos valores inmutables que describan definitivamente el

    comportamiento del material. Ms bien, obtenemos solamente medidas, indicaciones o

    manifestaciones de las propiedades descubiertas en muestras de materiales ensayados en

    ciertos grupos de circunstancias.

    CLASIFICACIN DE LOS ENSAYOS

    Pueden ser destructivos y no destructivos, hechos en el laboratorio o en el campo. A

    veces deben hacerse los ensayos en probetas, tomando muestras de los materiales o

    tambin en ocasiones se debe ensayar piezas reales o toda la estructura.

    Propiedades de los materiales, la determinacin de cualquiera o todas esta propiedades

    puede constituir el tema del ensaye de ingeniera. Sin embargo, la mayor parte de la

    labor de laboratorio de ensaye de materiales ordinario se relaciona con las propiedades

    mecnicas. Esta labor frecuentemente es llamada ensaye mecnico. Como el factor

    principal en la vida y el desempeo de las estructuras y las mquinas es la carga

    aplicada, la resistencia es de suma importancia; un requerimiento inicial de cualquier

    material de ingeniera es una resistencia adecuada. En su ms amplia aceptacin el

    trmino resistencia puede suponerse que se refiere a la resistencia a la falla de una pieza

    completa de material, una pequea parte de ella, o an la superficie.

    MATERIALES

    DEL

    INGENIERO

    Metales (Acero Estructural)

    Maderas

    Cemento Portland (Hormigones)

    Materiales Ptreos (Ripio,

    Arena)

    Cermicos (Ladrillos, Bloques,

    Cermicas) (Artesanales,

    Industriales)

    Plsticos

    Estudiaremos

    las

    propiedades

    (conducta en

    diferentes

    situaciones)

    Mediante

    ensayos

  • La variabilidad de los resultados se estudia mediante ESTADSTICAS y determinamos,

    por ejemplo:

    La resistencia mxima (lmite)

    La resistencia Admisible

    La falla en el material

    Falla, es cuando el material deja de ser til para lo que fue previsto. El criterio de falla

    puede ser tambin, ya sea la ruptura o la deformacin excesiva.

    Cmo deben realizarse los ensayos?

    Los ensayos deben hacerse en base a NORMAS, la ms comn es la NORMA INEN

    (Instituto Ecuatoriano de Normalizacin). Para el caso de maderas, no hay normas,

    entonces ensayaremos de acuerdo a la norma ASTM (American Society For Testing

    and Materials) que no es gubernamental. Otras normas son: DIN, ISO, JIS.

    ASPECTOS GENERALES DEL COMPORTAMIENTO MECNICO

    Propiedades Mecnicas. En su acepcin amplia, la resistencia se refiere a la capacidad

    de una estructura o mquina para soportar cargas sin fallar, lo cual puede ocurrir por la

    ruptura debida al esfuerzo excesivo o verificarse a causa de de la deformacin excesiva.

    La segunda causa de falla, a su vez, puede ser el resultado de que un esfuerzo limitativo

    haya excedido o de una rigidez inadecuada. Las propiedades de los materiales que

    poseen significacin en relacin con este problema general son las propiedades

    mecnicas.

    Las propiedades mecnicas pueden definirse especficamente como aquellas que tienen

    que ver con el comportamiento (ya sea elstico o inelstico) de un material bajo fuerzas

    aplicadas. Las propiedades mecnicas se expresan en trminos de cantidades que son

    funciones del esfuerzo o de l deformacin o ambas simultneamente.

    Por rotura

    Por deformacin excesiva

    Propiedades que se

    obtienen al ensayar

    los materiales

    Resistencia

    Rigidez

    Costos

    Obteniendo

    resultados

    Puden ser:

    Cuantitativos

    Cualitativos

    Van a ser

    variantes

  • El ensaye mecnico se ocupa de la determinacin de las medidas de las propiedades

    mecnicas. Las mediciones primarias involucradas son la determinacin de la carga y el

    cambio de longitud. Estas se convierten en trminos de Esfuerzo y Deformacin por

    medio de la consideracin de las dimensiones de la probeta.

    Rutina Estndar de ensayo que nos permite obtener informacin

    1. Carga de Rotura (QR)

    2. Alargamiento o deformacin de Rotura (R)

    3. Programa del ensayo que nos de la Informacin 1. y 2.

    4. Graficar los resultados

    5. Generalizar los resultados

    Q (Kp) (mm)

    0 0

    --- --- --- ---

    Carga

    Q

    Deformacin

    q1

    q2

    1 2

    GRANITO

    a1 = a2 = a3

    (No importa el valor de a,

    ya que va a ser la misma)

  • Esfuerzo unitario o presin nominal

    Deformacin unitaria Nominal (A dimensional)

    Las propiedades fundamentales son la resistencia, la rigidez, la elasticidad, la

    plasticidad y la capacidad energtica.

    LA RESISTENCIA:

    La resistencia de un material se mide por el segn el cul se desarrolla alguna

    condicin limitativa especfica. Las principales condiciones limitativas o criterios de

    falla son la terminacin de la accin elstica y la ruptura. La dureza usualmente

    indicada por la resistencia a la penetracin o la abrasin en la superficie de un material,

    puede considerarse como un tipo o una medida particular de resistencia.

    LA RIGIDEZ:

    La Rigidez tiene que ver con la magnitud de la deformacin que ocurre bajo la carga;

    dentro del rango de comportamiento elstico, la rigidez se mide por el mdulo de

    elasticidad (E).

    LA ELASTICIDAD:

    La elasticidad (ms no mdulo de elasticidad) se refiere a la capacidad de de un

    material de regresar a su forma y dimensiones originales cuando cesa la accin que lo

    deform. Un material es elstico si aplicamos una carga y se deforma, y si quitamos la

    carga regresa a su condicin original.

    Si cargamos el material y regresa

    a 0 entonces decimos que es

    elstico; pero si no regresa a 0,

    sino por ejemplo a 0 decimos que hemos pasado el lmite de

    elasticidad.

    CARGA

    DESCARGA

    0 0

    2

    1 3 2

    1

    3

  • El lmite de elasticidad, es el valor mximo de esfuerzo que permite que el material

    regrese a su forma y dimensiones originales, tambin se puede decir que es el valor

    numrico de la elasticidad; se lo puede obtener mediante un proceso de cargas y

    descargas y no del diagrama vs , ya que se debe realizar un sinnmero de pruebas

    que cuestan tiempo y dinero.

    LA PLASTICIDAD:

    Es cuando el material es incapaz de regresar a su condicin original cuando cesa la

    accin que lo deform, es decir permanece deformado.

    Todos los materiales, pasado el lmite elstico se comportan elestoplsticamente.

    Ductilidad.- Cuando el material admite deformacin en fro sin llegar a romperse. Es

    decir se deja hacer hilos muy finos.

    CAPACIDAD ENERGTICA:

    La capacidad de un material para absorber energa elstica depende de la resistencia y

    de la rigidez; la capacidad energtica en el rango de accin elstica se denomina

    resiliencia; la energa requerida para romper un material se toma como la medida de su

    tenacidad.

    Para que el material sea plstico debe

    quedarse con la deformacin 2 una vez quitada la carga, sin embargo no es as ya

    que existe una recuperacin. En

    consecuencia no es correcto el concepto

    de plasticidad que comnmente se

    conoce.

    CARGA

    DESCARGA

    0

    2

    2

    LE

    Deformacin

    Permanente

    Recuperacin

    Zona

    Elast.

    Zona

    Elestoplstica

  • LEY DE HOOKE

    Establece la proporcionalidad entre la deformacin y el esfuerzo.

    El Esfuerzo se define aqu como la intensidad de las fuerzas o componentes internas

    distribuidas que resisten un cambio en la forma del cuerpo. El esfuerzo se mide en

    trminos de fuerza por rea unitaria.

    El termino deformacin se usa aqu en su acepcin general para indicar el cambio en la

    forma de un cuerpo; puede deberse al esfuerzo, al cambio trmico, al cambio de

    humedad o otras causas. En conjuncin con el esfuerzo directo, la deformacin

    usualmente se supone como un cambio lineal y se mide en unidades de longitud.

    En conclusin, se define a la deformacin como el cambio por unidad de longitud en

    una dimensin lineal de un cuerpo, el cual va acompaado por un cambio de esfuerzo.

    El Lmite de proporcionalidad, es el mximo esfuerzo hasta donde se cumple la ley de

    Hooke y se obtiene directamente del diagrama -. El lmite de elasticidad es superior

    que el lmite de proporcionalidad.

    1.

    2.

    3.

    (Ec. Ley de Hooke)

    E =Mdulo de elasticidad o de Young.

    LE

    LP

    Esfuerzo

    Deformacin

    1

    LP

    1 2

    Si el material cumple la Ley de

    Hooke, el diagrama - es una

    lnea recta; pero llega a un punto

    en el que deja de ser una recta a

    este punto se le llama Lmite de

    proporcionalidad

    LP

    Esfuerzo

    Deformacin

    1

    22

    1 22 33

    33

  • E tiene las mismas unidades que el esfuerzo pero no es esfuerzo.

    La ley de Hooke se puede expresar de otra forma:

    , Esfuerzo Unitario Nominal.

    , Deformacin Especfica Nominal.

    Mdulo es un valor absoluto que establece una relacin entre dos magnitudes y es un

    nmero a dimensional, por lo tanto E es mal llamado mdulo de elasticidad, ya que

    este si posee unidades.

    Si E no es un mdulo ni mide la elasticidad, entonces Qu es?

    Es la medida de la rigidez, en otras palabras es la dificultad para deformar el material.

    Mdulos de elasticidad de algunos materiales:

    E acero = 2,1 x 106 Kp/cm

    2

    E aluminio = 7 x 105 Kp/cm

    2

    E hormign = 2,1 x 105 Kp/cm

    2

    E madera = 1 a 2 x 105 Kp/cm

    2

    E = k = tan

    0 < E <

    No hay material de rigidez cero, ya que

    esto significara que se deforma sin

    someterle a carga; ni material

    indeformable.

    Esfuerzo

    Deformacin

    E =

    E = 0

  • PARMETROS PARA CUMPLIR HOOKE

    1. CARGA AXIAL

    Es aquella que coincide con el centro de gravedad de la seccin.

    Si la carga es EXCENTRICA la sumatoria de 1, 2, 3, 4, y 5 nos da el valor de P,

    pero el sistema no esta en equilibrio porque P y P no estn en la misma lnea de

    accin.

    2. SECCIN CONSTANTE

    P P

    1 2 3 4 5

    Para este caso no se

    usar las frmulas de

    Hooke

    P

    1 2 3 4 5

    P

    P

    P/5

    P/5

    P

    1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9

    P/5

    P/9

    Para este caso se

    usarn las frmulas

    de Hooke, ya que la

    seccin es constante.

    Mientras que para este

    otro caso no, porque

    cambia de seccin y las

    cargas no se equilibran.

  • La deformacin y la carga van de la mano, tienen una correspondencia

    BIUNIVOCA.

    Nota: Cuando hay cambio brusco de seccin, hay concentracin de esfuerzos.

    P

    P

    Deformacin igual

    en cada retculo

    CARGA AXIAL

    Para cargas iguales,

    deformaciones iguales.

    1

    2

    P

    CARGA NO AXIAL

    Para cargas diferentes,

    deformaciones diferentes.

    1 2

    Para realizar un cambio

    de seccin y no se

    deforme mucho el

    material, se debe hacer

    con una ligera curva.

    P

    P

    Deformacin

    Brusca

    E= Medida de Rigidez del material

    LP

    Esfuerzo

    Deformacin

    LP

    LP

  • HAY MATERIALES QUE NO QUIEREN CUMPLIR HOOKE.

    MTODO DEL DEZPLAZAMIENTO

    Al trazar la tangente por el inicio de la curva podemos relacionar y en

    ese primer sector donde la tan se confunde con la curva.

    Podemos trazar una secante y obtenemos una E sec.

    Y tambin podemos trazar una tangente en la parte final de la curva y

    tenemos E tan.

    LOS MATERIALES REALES CUMPLEN CON HOOKE O AL

    MENOS NO SE ALEJAN MUCHO DE ELLA.

    Lmite de Fluencia (LF), es el valor de esfuerzo que causa una deformacin creciente

    al material con carga constante. Es posible obtenerlo del diagrama o en el ensayo. Esta

    es la constante que ms se manejar se llama Lmite de Sedencia.

    Por ejemplo, cuando se ensaya una varilla de acero oxidada, y al llegar esta al

    proceso de fluencia, el xido empieza a desprenderse como si se descascarar,

    esto se debe a que el xido no se deforma tanto.

    Esfuerzo

    Deformacin

    E = tan inicial

    E sec

    E tan

    LP

    LE LF

    Esfuerzo

    Deformacin

    LP

    LE

    LFs

    LFi

  • En conclusin:

    LP.- Se lo obtiene del diagrama con imprecisin.

    LE.- No se lo obtiene del diagrama, si no de un proceso de carga y descarga.

    LF.- Se lo obtiene del ensayo y del diagrama.

    DETERMINACIN DE LA RESISTENCIA A LA DEFORMACIN O

    SEDENCIA

    Se traza una paralela a la recta 0-LF fijando un desplazamiento (a) arbitrario y en donde

    corte con el grafico, ese es el lmite fluencia, pero no nos interesa el punto si no el valor

    de LF.

    Punto Eutctico: Cuando una mezcla cristalina funde a una temperatura

    menor.

    Nivel Fretico: Cuando se excavan los suelos y se encuentra agua.

    EJERCICIOS

    1.1 Cul es el error de medida en cada 20m?

    Cinta de acero: E=2,1x106 Kp/cm

    2

    Cinta de aluminio: E=7x105 Kp/cm

    2

    L

    P

    LF

    Esfuerzo

    Deformacin

    ACERO DE CONSTRUCCIN

    ACERO DE ALTARESISTENCIA

    LP

    LF

    Esfuerzo

    Deformacin

    0 0

    a

    LF

    LF =7800Kp/cm2 al 0,2%

    0,002 (0,2%)

    7800

    Kp/cm2

  • 1.2 Calcular las deformaciones que se producen en el sistema y en cada

    material.

    1.3 Para el siguiente sistema combinado, calcular la deformacin y los esfuerzos

    en cada material.

    EA=1x105 Kp/cm

    2

    EB=2x105 Kp/cm

    2

    E Acero=2,1x106 Kp/cm

    2

    E Hormign=2,1x105 Kp/cm

    2

  • Ambos materiales se deforman por igual: H = A

    El sistema cristalino del acero es regular o cbico

    Conclusin: , es decir que el acero es 10veces ms rgido, es

    decir es 10 veces ms difcil de deformar.

    1.4 Cul es la mxima carga que soporta la columna sin exceder esos

    esfuerzos? Cul es la deformacin de cada material?

    E Acero=2,1x106 Kp/cm

    2

    E Hormign=2,1x105 Kp/cm

    2

    H = 200 Kp/cm2

    A = 1200 Kp/cm2

  • Deben salir las deformaciones iguales, por lo tanto esa no es la forma

    correcta de resolver.

    (El mximo esfuerzo que le podemos dar al hormign es de

    120 Kp/cm2)

  • 1.5 Cul es el valor de la reaccin superior e inferior? Cul es el movimiento

    del punto de aplicacin de P?

    (Es lo que se mueve el punto)

    ETRAC =2x105 Kp/cm

    2

    ECOMP =1,5x105 Kp/cm

    2

    1)

    200cm

    150cm

    P =25000 Kp

    Ao = 20 cm2

    Rs

    P

    Compresin

    Ri

    Traccin

  • ISOTROPA

    Es el igual comportamiento o iguales propiedades de los materiales, sin importar el

    sentido de aplicacin de los esfuerzos. En general se puede decir que los metales son

    ISOTRPICOS, es decir tienen el mismo mdulo de elasticidad en tensin o

    compresin.

    MDULO DE POISSON

    L = Deformacin Longitudinal

    T = Deformacin Transversal

    Convencin de signos:

    Signo (+), cuando es traccin

    Signo (-), cuando es compresin

    TRAC = COMP

    E TRAC = E COMP

    Tan = E

    TRACCIN

    COMPRESIN

    Acero

    Maderas

    Hormigones

    Cermicos

    ISOTRPICO

    NO ISOTRPICO

    L (

    +)

    T (-)

    P

    Lo

    ao

    P = 0

    2) El modulo de Poisson va ha ser negativo porque las dos deformaciones

    son opuestas, y siempre ser menor que

    la unidad.

    Si = -0,5, entonces el material no

    cambia de volumen

  • Analizando un prisma:

    Analizando un cubo: (a = b = c )

    EJERCICIOS

    2.1 Calcular las reacciones, el movimiento del punto de aplicacin de la carga y

    el cambio de volumen en los elementos A y B.

    a

    b

    a

    c

    b

    c

    P

    Sentido longitudinal Acorta = a

    Sentido transversal Alarga = b, c

    P

    a

    a

    a

    Vista Superior

    Sentido longitudinal

    Sentido transversal

    Nota: La cantidad de L, elevado a la n, tiende a

    cero siempre y cuando n

    no se encuentre en el

    siguiente rango:

    0 < n < 1

  • Suponiendo que B no se deforma Suponiendo que A no se deforma

    P =10000 Kp

    B

    A

    Ao= 4cm2

    E= 106 Kp/cm2

    = -0,25

    400 cm

    200 cm

    Ao= 5 cm2

    E= 2x106 Kp/cm2

    = -0,30

    3 m 6 m

    10000 Kp

    RA

    RB

    300 cm

    600 cm X

    300 cm 600 cm

    Y

  • 2.2 En el diagrama de la figura, calcular: a) las Reacciones, b) las

    deformaciones en cada elemento vertical, c) el movimiento de punto de

    aplicacin de la carga y d) el cambio de volumen en cada elemento vertical.

    100 cm

    B

    A

    400 cm

    300 cm

    100 cm

    Ao= 15cm2

    E= 2x105 Kp/cm2

    = -0,25

    Ao= 20 cm2

    E= 105 Kp/cm2

    = -0,30

    60000 Kp

    RB

    RA

    A = B P

  • 2.3 A partir del diagrama calcule: a) las reacciones, b) los esfuerzos en cada

    varilla.

    0,6 m

    B A

    2 m

    1 m

    1 m 50 ton = 50000 Kp

    RB

    RA

    P A

    Ao= 300 mm2

    E= 2,1x106 Kp/cm2

    Ao= 600 mm2

    E= 3,5x106 Kp/cm2

    B

    A

    B

    0,8 m

    Rx

    Ry

  • Relacin de tringulos:

    PROPIEDADES DEL DIAGRAMA DEL ACERO

    LP, Lmite de Proporcionalidad

    LE, Lmite de Elasticidad

    LFs, Lmite e Fluencia superior

    LFi, Lmite de Fluencia inferior

    Rm, Resistencia Mxima

    ZE, Zona Elstica

    ZP, Zona Plstica

    ZE, Zona de Endurecimiento

    ZA, Zona de Ahorcamiento

    Rot, Permite cuantificar la

    ductilidad del material

    Seguro Inseguro Rot x100

    ZE

    LP

    Rm

    Esfuerzo

    Deformacin

    LE

    LFs

    LFi

    Punto de

    inflexin

    Rotura

    ZP ZE ZA

  • Descripcin de las Zonas en el diagrama de comportamiento del acero

    La Zona Elstica, debera ir hasta el lmite se Elasticidad, pero como es muy difcil

    de determinar y adema esta muy cerca del lmite de Fluencia tanto grfica como

    numricamente, se l toma hasta el lmite de Fluencia.

    Se le llama Zona de Ahorcamiento porque en esa zona la seccin del material se

    reduce, es decir se ahorca si le damos una carga mayor a la carga mxima (Rm).

    Se llama Zona de Endurecimiento porque si descargamos el material y volvemos a

    cargar el material no regresa a cero sino queda una deformacin permanente; si lo

    volvemos a cargar cumplir la ley de Hooke hasta el punto B que fue en el que lo

    descargamos, es decir aumenta el lmite el proporcionalidad y ahora esta en el punto

    B.

    Se llama Zona Plstica porque si descargamos al material en algn punto de la

    misma le permite sobrellevar la deformacin permanente sin que sobrevenga la

    ruptura.

    La propiedad por la cual el material aumenta su resistencia como consecuencia de una

    deformacin plstica permanente se ACRITUD.

    PMX P > PMX

    Se ahorca hasta romperse

    LFi

    0

    ZE ZP ZE ZA

    LP

    Rm

    LE

    LFs Punto de

    inflexin

    Rotura

    Esfuerzo

    Deformacin

    0

    B

    LP

  • Ductilidad, Un material es ductil cuando la deformacin a la rotura es superior al 5%.

    El punto de la rotura de un material sirve para determinar su ductilidad. Por ejemplo, si

    estiramos una varilla de 1m y se rompe al 30%, es decir cuando tenga 130 cm

    Un material que se rompe al menos del 5% de su longitud es un material FRAGIL.

    EL MATERIAL ES DCTIL

    EL MATERIAL ES FRAGIL

    Propiedades del diagrama del Acero.

    1. Partimos del diagrama P-

    Por comodidad suponemos que el material cumple la ley de Hooke.

    Al Aumentar la carga de P a dP, se desarrolla un diferencial de trabajo dt (t=F).

    El diagrama P - determina las propiedades slo de esa muestra ensayada.

    El diagrama determina las propiedades del MATERIAL de la muestra

    ensayada.

    PLP

    LP d

    P

    dP

  • Resiliencia Elstica de la muestra (u):

    Es la cantidad de energa o trabajo que se gasta en deformar a la muestra desde cero

    hasta el lmite de proporcionalidad.

    Unidades: u = Kp*cm (Sistema Internacional)

    u = N * m (Julio) (S.I.)

    Resiliencia Elstica del Material (U):

    Es la cantidad de trabajo en cada unidad de volumen que se gasta para deformar al

    material de cero hasta el lmite de proporcionalidad.

    Unidades: = Kp*cm c/cm3 (No se simplifica)

    = = J c/m3 (Sistema Internacional)

    Porque:

    PL

    P

    L

    P

    P

    LP

    LP

    LP

    LP

    Donde;

    Por lo tanto:

  • A la misma frmula llegamos si partimos del diagrama .

    Tenacidad (T t):

    Esta es la cantidad de energa o trabajo que se requiere parar llevar a la muestra desde

    cero hasta la rotura, o es la cantidad de energa por unidad de volumen si se trata del

    material.

    (Se calcula con el rea bajo diagrama 0-A)

    (Se calcula con el rea bajo todo el diagrama)

    (Se calcula con el rea bajo diagrama 0-A)

    (Se calcula con el rea bajo todo el diagrama)

    LP

    LP d

    d

    rea

    bajo la

    curva

    - P

    -

    Rotura

    A

    0

  • Para calcular el trabajo realizado por una carga aplicado a una barra, se calcula por:

    N de Mrito (#M - #m):

    Es el rea de la capa envolvente al grfico.

    Resiliencia Hiperelstica (UHmx -uHmx):

    Es la cantidad de energa por unidad de volumen que devuelve el material siempre y

    cuando la descarga ocurra en un punto superior al lmite de elasticidad.

    Energa Absorbida (En Abs en abs):

    Es la resta de la tenacidad menos la resiliencia Hiperestica a la rotura.

    Capa envolvente

    del grfico

    - P

    -

    Rotura

    - P

    -

    Rotura

    - P

    -

    Rotura

    LP

    LE

    A (descargamos)

    rea del Tringulo

    UHmx -uHmx

    x

    d P

  • HISTERESIS: La energa absorbida en cada proceso de carga y descarga pero sin dejar

    deformacin ya que este proceso se hace dentro de la zona elstica.

    La cantidad de Histerisis es mayor cuando mayor es el punto de carga y descarga.

    EJERCICIOS

    3.1 Calcular la cantidad de energa del elemento A y B del problema 2.1.

    A: P=5000 Kp = 0,2 cm vA = 2000 cm3

    B: P=15000 Kp = 0,75 cm

    T menos la UHrotura

    - P

    -

    Rotura

    LP

    LE UHrotura -uHrotura

    x

    A

    Energa no devuelta

    Histresis

    - A

    - A

    A

    Si damos carga hasta un punto bajo

    el lmite de elasticidad, y

    descargamos el material regresa a 0 y

    sin deformacin, pero no devuelve el

    100% de energa que gastada en la

    carga o deformacin

  • P: P=10000 Kp = 1,225 cm

    3.2 Una pieza de 2 cm2de seccin y 25cm de longitud fue ensayada en traccin y dio

    el diagrama mostrado. Calcular: a) el Lmite de elasticidad del material, b) la

    rigidez del material, c) la resiliencia elstica de la muestra y del material, d) la

    carga y la energa para deformar la muestra de 30mm, e) la tenacidad de la

    muestra y del material, f) la energa absorbida por 1 cm3 del material luego de

    la rotura, y g) si el material es dctil o frgil.

    Diagrama para la muestra Diagrama para el material

    a) El Lmite de elasticidad no es posible obtenerlo del grfico, pero sabemos que

    esta entre el LP y el LF, y como en este caso: LE =2000 Kp/cm2

    b)

    c)

  • 4 Kp*cm 50 cm3

    X 1 cm3

    X = 0,08 Kp*cm/cm3

    d)

    (El material se rompe cuando P=8000Kp y =5 x10-2 mm,

    entonces no puede haber una =30)

    Probemos con una =0,3mm=30x10-2:

    (Ojo es la ec. de la ley de Hooke, valida solo hasta LP,

    si usamos con =0,3mm ya esta pasa la recta que cumple Hooke, entonces

    graficamos en el diagrama.

    e) Tenacidad Material =rea bajo la curva del Diagrama -

    f)

    ENER ABS =Tenacidad Recuperacin

    ENER ABS = T - UH

    ENER ABS = (5,64 -0,18) Kp*cm c/cm3

    ENER ABS = 5,46 Kp*cm c/cm3

  • g) ROTURA nos permite evaluar sie l material es dctil o frgil representado en

    porcentaje

    3.3 Una muestra de 25 cm2 se ensay a traccin y dio el grfico mostrado a

    continuacin. Calcular a) la resiliencia elstica del material y la muestra, b) la

    tenacidad del material, c) la mxima resiliencia Hiperelstica del material y d)

    la energa absorbida por 1cm3 del material luego de la rotura.

    a)

    800 Kp*cm 25 cm3

    X 1 cm3

    X = 32 Kp*cm/cm3

    b)

    ROT =20x10-4

    *100 =0,2%

    Material es Frgil

  • c)

    d) ENER ABS =En gastada En devuelta

    ENER ABS = T - UH

    ENER ABS = (848-128) Kp*cm c/cm3

    ENER ABS = 720 Kp*cm c/cm3

    3.4 A partir de los datos calcule: a) Rigidez de la muestra, b) Rigidez del material,

    c) Resiliencia Elstica de la muestra, d) Resiliencia elstica del material, e) La

    tenacidad del material, f) La mxima resiliencia Hiperelstica de la muestra, g)

    La energa absorbida por el material luego de la rotura, h)La carga y la

    Energa para deformar a la muestra 10mm, y i) Diga si el material es dctil o

    frgil y porque?.

    MATERIAL (-) MUESTRA (P-)

    a)

    b)

    c)

  • d)

    e)

    f)

    g)

    UH rotura

    UH mxima

    X Y

    z

    A

  • h)

    i)

    (Es un Material dctil porque rot > 5%)

    DUREZA

    Es una solidez o firmeza del contorno de un material. Los ensayos de dureza no son

    universales, se los hace segn el uso que se va a dar a ese material.

    Penetracin o Identacin

    Por rebote (Choque) Tiene que ver ms con la resiliencia elstica

    A la Abrasin (Efecto Liso)

    Por desgaste del material

    Al Rayado

    A la cortadura (Penetracin por corte)

    1. Clasificacin

    2. Control de calidad al 100%

    3. Relacin Dureza vs Otra propiedad

    ENSAYO DE PENETRACIN

    1. Ensayo Brinell.- Este ensayo se desarrolla para evaluar la dureza en los

    materiales, su norma es la ASTM-10 y se lo realiza con carga dinmica.

    3000 Kp (metales duros, aceros)

    1500 Kp (metales medios, cobre y bronce)

    500 Kp (metales suaves, aluminio y plomo)

    D = 10 mm

    D

    U

    R

    E

    Z

    A

    Carga esttica

    Carga dinmica Lim. Elstico

    P

    Muestra

    D

  • Luego de aplicar la carga:

    El NBD, es el esfuerzo que causa la penetracin. El ensayo de dureza de Brinell

    se considera estandarizado si se usan los valores dados (D=10mm, P=1500Kp,

    500Kp, 3000Kp)

    Limitaciones del ensayo Brinell

    El resultado debe ser menor que 600.

    La superficie debe ser lisa, bien pulida.

    El espesor debe ser e 10t

    Se debe mantener aplicada la carga no menos de 30

    Es conveniente que la huella este separada de los bordes l = 2,5 d

    2. Ensayo Rockwel.- El NDR (nmero de dureza Rockwel) es la profundidad de

    penetracin causada por el penetrador y carga estndar. Se puede probar en

    cualquier material. La norma para este ensayo es la ASTM-E18 y trabaja con

    carga esttica.

    Este ensayo usa cargas pequeas y en consecuencia las huellas son ms

    pequeas. Eventualmente el ensayo Rockwel suele usar esferas de acero de =

    1/16 en lugar del cono de punta de diamante.

    El procedimiento es el siguiente:

    1. Se encera el medidor con una carga de 5 0 10Kp de manera que

    exista una pequea deformacin.

    NBD: # de dureza Brinell.

    D: dimetro de la esfera

    d: dimetro de huella

    e

    l d

    t

    Muestra

    P

    Muestra

    120

    r = 0,002

    Cono con punta de

    diamante

  • 2. Se mantiene la carga hasta que la aguja se detenga.

    3. Ensayo Janka.- Exclusivamente para maderas (ms precisamente para pisos) y

    consiste en medir la carga para que la bola penetre hasta la mitad.

    ENSAYO POR REBOTE

    1. Ensayo Shore.- Para metales, mide la altura de rebote que se produce en el

    material.

    C = Cono de diamante +150Kp

    B = Bola de acero 1/16 +100Kp A = Bola de acero de 1/16 +60Kp

    Cada nmero de esta escala

    equivale a 0,002mm

    100

    5 Kp

    10 Kp P

    25 75

    50

    D = 0,444 D =11,27 mm

    DH = 11,27 mm

    AH = 1 cm2

    D

    Huella D En Carga Radial

    Ensayo en cara transversal

    Ensayo en cara

    Tangencial

    Altura de Rebote = Dureza

    12

  • 2. Ensayo de Schmidt.- Esta diseado para medir la dureza y la posible resistencia

    a la compresin del hormign. Este ensayo se hace con el esclermetro de

    dureza o martillo escleromtrico.

    Dato: La resistencia del hormign =240 Kp/cm2.

    Esclermetro

    Ensayo de dureza utilizando el Esclermetro

    Elemento N de

    Ensayo

    Angulo

    () Dureza

    Promedio

    de dureza

    Esfuerzo

    (Kp/cm2)

    Columna 1

    (Planta

    Baja)

    1

    2

    3

    0

    28

    28

    23

    26,3 185,50

    Columna 2

    (Planta

    Baja)

    1

    2

    3

    0

    23

    26

    28

    25,3 176,24

    Gradas

    1

    2

    3

    +45

    28

    27

    29

    28,0 153,00

    Loza

    (planta alta)

    1

    2

    3

    +90

    31

    35

    34

    33,3 221,61

    Viga de

    borde

    1

    2

    3

    0

    28

    33

    30

    30,3 247,28

    Viga de

    borde

    1

    2

    3

    +90

    29

    33

    38

    33,3 221,61

    Columna 3

    (Planta

    Alta)

    1

    2

    3

    0

    18

    15

    25

    19,3 98,43

    Columna 4

    (Planta

    Alta)

    1

    2

    3

    0

    28

    29

    33

    30,0 242,00

    Viga

    Colgante

    1

    2

    3

    +90

    32

    31

    35

    32,7 210,56

    Viga

    Colgante

    1

    2

    3

    0

    26

    28

    24

    26,0 181,00

  • DUREZA A LA ABRASIN

    Se lo realiza en la Mquina de los ngeles, que simula el funcionamiento natural el

    lecho de los ros (es decir arrastra las piedras hasta volverlas redondas).

    PASA RETIENE

    1 1 125025

    1 125025

    125025

    3/8 125025

    = 500010

    La mquina de los ngeles gira a una velocidad de V=33 1/3 rpm y da 500 vueltas.

    La dureza se cuantifica por:

    El nmero del cedazo es igual al nmero de agujeros que hay en cada pulgada lineal, y

    para el hormign de alta resistencia, la dureza 25%.

    (Si ocurre esta relacin el material es

    heterogneo)

    DUREZA AL RAYADO (De Mohs)

    Se considera 10 parmetros en funcin de los materiales en la naturaleza. Prepara una

    escala de dureza de los minerales.

    1. Talco (Mg3Si4O10 (OH)2), se puede rayar fcilmente con la ua.

    2. Yeso (CaSO4.2H2O), se puede rayar con la ua con ms dificultad.

    3. Calcita (CaCO3), se puede rayar con una moneda de cobre.

    4. Fluorita (CaF2), se puede rayar con un cuchillo.

    5. Apatito (Ca5 (PO4)3(OH-, Cl-, F-)), se puede rayar difcilmente con un cuchillo.

    6. Ortoclasa (KALSi3O8), se puede rayar con una lija de acero.

    7. Cuarzo (SiO2), Raya el vidrio.

    8. Topacio (Al2SiO4 (OH-, F-)2), raya todos los anteriores.

    9. Corindn (Al2O3), Zafiros y rubes son formas de corindn.

    10. Diamante (C), es el mineral natural ms duro.

    Ripio Retenido en

    el Tamiz 3/8

    (50010gr)

    12 Bolas de acero

    de 1 25/32 =45mm

  • DUREZA A LA PENETRACIN POR CORTADURA

    Se lo hace simplemente utilizando el taladro de Bauer, y se mide la profundidad del

    agujero.

    FACTORES QUE MODIFICAN LA RELACIN ( vs )

    1. Velocidad de aplicacin de la carga.- En general los metales son prcticamente

    insensibles a la velocidad de aplicacin de la carga si se ensaya en las maquinas

    convencionales como la prensa Hidrulica. Las maderas son sensibles con la

    velocidad al igual que los plsticos y Hormigones.

    En consecuencia, en un ensayo se debe fijar la velocidad de la carga o la

    velocidad de deformacin.

    Cuando se trata de una mquina hidrulica se fija la velocidad de

    aplicacin de la carga o la velocidad de crecimiento del esfuerzo.

    Cuando se trata de mquinas mecnicas o de tornillo se especifica la

    velocidad de deformacin.

    2. Historia de un material.- Se refiere al estado en el que llegan los materiales y

    pueden ser el Hormign, madera y cermicos.

    En el caso del Hormign es conveniente dar una carga de 80% de la posible

    carga de rotura cuando es virgen para poder usarlo.

    A mayor duracin del ensayo

    mayor deformacin.

    A menor duracin del Ensayo

    menor deformacin.

    Tiempo

    Rotura

    Rotura

    Duracin

    Duracin

    Maderas-Hormign-Cermicos-Plsticos

  • Al aumentar el lmite de proporcionalidad, el material gana Resistencia pero

    pierde Deformabilidad y Tenacidad.

    3. Temperatura del Ensayo.- Hay materiales que son sensibles a la variacin de

    temperatura y otros no.

    El material virgen no cumple

    Hooke, pero luego de descargar

    y volver a cargar, cumplir esta

    ley.

    Maderas-Hormign-Cermicos-Plsticos

    Rotura

    0 0

    Virgen

    LP

    ACERO

    Rotura

    0 0 1

    A

    LP

    B

    2

    Si cargamos y descargamos

    desde A no altera.

    Si hacemos lo mismo desde

    B, se altera y Regresa a 0.

    Si volvemos a cargar desde

    0el material cumple Hooke,

    pero sube el lmite de

    proporcionalidad y ya no

    Hace la curva caracterstica.

    Resistencia Mxima

    METALES

    Deformacin a la

    Rotura

    E

    LF

    t (C)

    El lmite de fluencia baja

    drsticamente, cuando se

    eleva la temperatura igual

    que la resistencia mxima y

    el Mdulo de elasticidad.

    La deformacin de rotura

    crece con el aumento de

    temperatura.

  • En hormign, madera y cermicos son insensibles al cambio trmico dentro

    de ciertos lmites.

    4. Contenido de Carbono.- Esta es exclusiva del acero.

    Los aceros de bajo carbono son ms tenaces.

    Los aceros de alto contenido de carbono son ms resistentes pero poco

    tenaces.

    5. Contenido de Humedad.- Los metales obviamente no tienen contenido de

    humedad.

    Si el hormign esta hmedo pierde resistencia. En los cermicos pasa igual cosa,

    si esta saturado su resistencia es baja. Por tal razn para ensayar hormign y

    cermicos, se los hace saturados para obtener la resistencia mnima.

    En el caso de maderas es ms complejo y el agua la encontramos en tres formas.

    Agua Libre, es aquella que llena la cavidad celular.

    Bajo contenido de carbono 0,5% menos.

    METALES

    Rotura

    (Alto Carbono)

    Rotura

    (Medio Carbono)

    Rotura

    (Bajo Carbono)

    E = cte

    LF aumenta 430 Kp/cm2

    Rm aumenta 700 Kp/cm2

    rotura Disminuye 5%

    Si aumentamos

    0,1%

    E = tan

    HORMIGONES

    % CH

    Hormign seco > resistencia

    Hormign saturado < resistencia

  • Agua de Constitucin, es aquella que forma la materia orgnica.

    Agua de Saturacin Invivisin, es la que seta saturando la pared

    celular.

    El agua libre y el agua de saturacin pueden perderse en la madera, pero el

    agua de constitucin no. Mientras la madera esta perdiendo el agua libre las

    propiedades fsicas y mecnicas permanecen constantes, cuando el agua de

    saturacin empieza a perderse ocurre cambios fsicos como rajaduras y aumento

    de resistencia hasta que la madera queda anhidra, es decir solo con el agua de

    constitucin.

    PSF: Punto de saturacin de las fibras

    CHE: Contenido de humedad de equilibrio.

    Para ensayar madera se lo debe hacer cuando esta se encuentre en condicin

    verde, e otras palabras cuando posea un 30% CH, ya que as se obtiena la

    resistencia mnima.

    6. Forma de la Probeta.- El hormign normalmente es ensayado como cilindros.

    Seca al

    aire

    % CH

    Verde 0% Humedad

    Madera

    an

    hid

    ra o

    seca

    da a

    l h

    orm

    o

    0 8% PSF

    CHE 22%

    Consideraciones:

    Seca al aire cuando CH es

    aproximada al 8% y se llama

    tambin contenido de humedad de

    EQUILIBRIO.

    2D

    D

    P

    cilindro cubo = 0,8 cilindro

    P

    cubo

  • 7. Tecnologa del Ensayo.- Por ejemplo:

    Obtenemos una mayor resistencia del ladrillo mambrn si lo ensayamos

    en plano que cado o parado (vertical).

    Tendremos diferente resultado si las personas miden su estatura de pie o

    acostados.

    8. Experiencia del Operador.- El resultado de un laboratorista u operador ser ms

    confiable que la de un novato.

    CRCULO DE MHOR

    Conveccin de Signos:

    Compresin positivo (+):

    Tensin negativo (-):

    P

    b

    b' a'

    a

    c

    b

    b' a'

    a

    c

    T T

    +

    -

    Plano Principal, es donde el esfuerzo

    cortante se hace cero

    Los Planos de cortante mximo, es

    donde el material Falla

  • EJERCICIOS

    4.1 Determinar por el crculo de Mhor las tensiones normal y cortante mximas y

    mnimas.

    A (, )

    A (20, 5) PH

    B (-10, -5) PV

    Resumen:

    c = 21 Kp/ cm2

    T = -11 Kp/ cm2

    mx = 16 Kp/ cm2, -16Kp/cm

    2

    PP = 2

    Plano de Falla: T = -3,1 Kp/ cm2

    mx = 13,6 Kp/ cm2

    10

    20

    5

    1

    1

    PH

    PV

    5

    5

    5

    20

    10

  • 4.2 Determinar por el crculo de Mhor las tensiones normal y cortante mximas y

    mnimas.

    A (, )

    A (-10, -3) PH

    B (0, 3) PV

    Resumen:

    c =0,8 Kp/ cm2

    T = -10,9 Kp/ cm2

    mx = 5,8 Kp/ cm2, -5,8 Kp/cm

    2

    PP = 2

    Plano de Falla: T = -10,6 Kp/ cm2

    mx = 1,5 Kp/ cm2

    10

    3

    3

    3

    3

    10

    PH

    PV

    a

    a

  • JUNTAS REMACHADAS

    Ventajas de la Soldadura

    1.- Fcil y rpida

    Desventajas

    1.- Se requiere mano de obra altamente calificada

    2.- La suelda se pone caliente y al esforzarse se contrae y origina tensiones

    3.- Deja una unin muy rgida sin posibilidad de movimiento

    * En lugar de la suelda se usan remaches

    Hiptesis de clculo de remaches

    1.- Se desprecia el rozamiento generado entre las placas de unin

    2.- Supondremos que el esfuerzo unitario en los remaches es uniformemente distribuido

    (carga axial)

  • 1.- Calcular el esfuerzo cortante en los remaches

    2.- Calcular el esfuerzo de traccin en los remaches

    3.- Calcular el esfuerzo compresin en las placas

    Es el ms critico en las juntas remachadas y se debe poner mas cuidado

    4.- Calcular el esfuerzo cortante en la placa

  • Calcular todos los valores de esfuerzos de la siguiente junta remachada

    Remache = 12 mm

    Agujero= 12.5 mm

    2

    2

    2

    13.1

    4

    2.1*

    4

    *

    cmA

    A

    DA

    R

    R

    R

    2/93.1415

    2*13.1*5

    16000

    cmKp

    A

    P

    R

    R

    R

    R

    2/93.1415

    13.1

    1600

    1600

    10

    cmKp

    A

    p

    Kpp

    Pp

    R

    R

    R

    R

    2

    2

    2

    2

    /89.1545

    9.0*25.1*214

    16000

    *

    cmKp

    tDa

    P

    T

    T

    A

    T

    2

    1

    1

    1

    /65.1040

    9.0*25.1*314

    1600*6

    *

    6

    cmKp

    tDa

    p

    T

    T

    A

    T

    2/96.2962

    9.0*2.1

    1600*2

    *

    2

    *

    cmKp

    tD

    p

    tD

    P

    C

    C

    R

    C

    R

    C

    2

    1

    1

    1

    /59.592

    9.0*3*2

    1600*2

    **2

    *2

    **2

    cmKp

    te

    p

    te

    P

    P

    P

    P

    P

    2

    2

    2

    2

    /50.273

    9.0*5.6*2

    1600*2

    **2

    *2

    cmKp

    te

    p

    P

    P

    P

    5mm

    16000 Kp 16000 Kp 9mm

    5mm

    3 3.5

    140mm

    1 2

  • Calcular la carga mxima que puede soportar el ensamble sin exceder los esfuerzos

    indicados

    Remache = 11 mm R =1000 Kp/cm2

    Agujero= 12 mm c = 1200 Kp/cm2

    T = 800 Kp/cm2

    2

    2

    2

    95.0

    4

    1.1*

    4

    *

    cmA

    A

    DA

    R

    R

    R

    KpP

    P

    pP

    Kpp

    p

    tDa

    p

    A

    T

    12096

    1344*9

    *9

    1344

    2.1*2.1*312

    *91200

    *

    *91

    KpP

    P

    pP

    Kpp

    p

    tDa

    p

    A

    T

    18144

    2016*9

    *9

    2016

    2.1*2.1*312

    *91200

    *

    *62

    KpP

    P

    pP

    Kpp

    p

    Ap

    A

    p

    RR

    R

    R

    8550

    950*9

    *9

    950

    95.0*1000

    *

    kpP

    P

    pP

    Kpp

    p

    tD

    p

    R

    C

    9504

    1056*9

    *9

    1056

    12*1.1800

    *

    kpP

    P

    pP

    Kpp

    p

    tD

    p

    R

    C

    4752

    528*9

    *9

    528

    12*1.1

    2800

    *

    2

    Pmx = 4752 Kp

    6mm

    12mm

    8mm

    120mm

    1 2

  • Calcular los valores de esfuerzo en la siguiente junta remachada

    Remache = 1.15cm

    Agujero= 1.2cm

    2

    2

    2

    039.1

    4

    15.1*

    4

    *

    cmA

    A

    DA

    R

    R

    R

    KpP

    p

    pP

    2000

    16

    32000

    *9

    2/50.1925

    039.1

    2000

    cmKp

    A

    p

    R

    R

    R

    R

    2

    3

    3

    3

    /44.1870

    4.1*2.1*214

    32000

    *

    cmKp

    tDa

    P

    T

    T

    A

    T

    2

    2

    2

    2

    /08.1923

    4.1*2.1*314

    2000*14

    *

    *14

    cmKp

    tDa

    p

    T

    T

    A

    T

    2

    1

    1

    1

    /24.1242

    4.1*2.1*414

    2000*8

    *

    *8

    cmKp

    tDa

    p

    T

    T

    A

    T

    2/24.1242

    4.1*15.1

    2000

    *

    cmKp

    tD

    p

    C

    C

    R

    C

    2/47.2484

    4.1*15.1

    2000*2

    *

    *2

    cmKp

    tD

    p

    C

    C

    R

    C

    2/57.178

    4.1*4*2

    2000

    **2

    cmKp

    te

    p

    P

    P

    P

    2 1

    14cm

    3

    32000Kp 32000Kp

    1cm

    1.4cm

    0.6cm

  • ESFUERZOS Y DEFORMACIONES VERDADERAS EN TRACCIN

    %300320

    60

    %100140

    40

    o

    o

    L

    L

    Valores dentro de la Zona Elstica

  • Esfuerzo transversal verdadero

    iA

    PS

    Ai = rea instantnea cuando la carga ha sido aplicada

    P = carga aplicada

    1ln

    1ln

    ln

    ln

    Lln - Lln =

    ln

    o

    0

    o

    o

    o

    o

    L

    i

    i

    i

    L

    L

    L

    L

    L

    L

    L

    dLd

    Para el acero supuesto V = 0

    reas Dimetros

    i

    o

    o

    o

    o

    o

    oo

    o

    A

    A

    L

    L

    A

    A

    L

    L

    A

    A

    LALA

    VV

    ln

    lnln

    **

    i

    o

    i

    o

    i

    o

    i

    o

    D

    D

    D

    D

    D

    D

    A

    A

    ln*2

    ln

    4

    *

    4

    *

    ln

    ln

    2

    2

    2

    2

  • rea instantnea Esfuerzo Verdadero

    1 =

    = + 1

    ln = ) + (1ln

    ln

    oi

    i

    o

    i

    o

    i

    o

    AA

    A

    A

    A

    A

    A

    A

    1* =

    1 =

    1

    =

    =

    S

    A

    PS

    A

    PS

    A

    PS

    i

    o

    i

    RESUMEN

    Transversales iA

    PS =

    i

    o

    A

    Aln

    Longitudinales 1* = S

    1ln

    Ejemplo:

    P (Kp)

    (mm)

    Longitud

    (mm)

    rea

    (cm2)

    (mm) Ao

    P =

    Lo

    =

    0 30 250 7.068 0 0 0

    2000 29.5 259 6.835 5 282.97 0.036

    4000 29 268 6.605 18 565.93 0.072

    6000 27 309 5.726 59 848.90 0.236

    8000 25 346 5.107 96 1131.86 0.384

    iA

    PS =

    i

    o

    D

    Dln*2

    1* = S

    1ln

    0 0 0 0

    292.61 0.034 293.16 0.035

    605.60 0.068 606.65 0.069

    1047.85 0.211 1049.24 0.212

    1566.47 0.325 1566.49 0.325

  • En la zona elstica los valores de esfuerzo y deformaciones nominales y verdaderas

    prcticamente coinciden

    Si S y a de las zonas plstica y de endurecimiento se llevan a una escala logartmica, se

    obtiene una grfica con tendencia lineal

    K = coeficiente de endurecimiento especfico

    n = exponente de endurecimiento especfico (Acritud)

    log S = log K + log

    S = K n Ecuacin de Mc Gregor

    log S = log A + log B

    A = K

    B = n

    Mtodo de l a doble Carga

    nKS

    S

    22

    n

    11 K =

    aS

    S

    2

    1

    n

    nb

    2

    n

    1

    ln (a) = n ln (b)

  • 0

    **

    *

    ln

    *

    0

    eSddSeAdP

    eASe

    ASP

    eAA

    e

    AA

    A

    A

    ASPA

    PS

    o

    o

    o

    i

    o

    i

    i

    o

    i

    i

    P mx. = Limite de la zona de endurecimiento y ahorcamiento. Tambin conocido

    como carga de inestabilidad o carga ltima.

    Traducimos a cargas ltimas

    Acritudn

    un

    u

    un

    uKnuK

    uKnud

    dSu

    uKSu

    KS

    ud

    dSuSu

    eudSuedSu

    n

    n

    nn

    n

    n

    uu

    1

    1

    1

    ***

    **

    *

    0***

    n

    n

    on

    u

    on

    u

    o

    n

    nkSu

    Au

    Puu

    e

    AuKPu

    e

    AuKPu

    e

    AAu

    uKSu

    AuSuPu

    *

    *

    *

    *

    *

    Acritud es la propiedad o proceso por el cual el material se endura o gana resistencia

    como consecuencia de una deformacin permanente, se la calcula en la zona de

    endurecimiento.

    En los materiales dctiles el valor de n es bajo, o sea, si el material es poco deformable,

    n es bajo, si es fcilmente deformable n es alto

    dP = 0

    tg * Su

    dP = 0

  • no

    o

    n

    oo

    o

    n

    o

    n

    o

    o

    n

    n

    eLLu

    LeLLLu

    LeLu

    eL

    u

    L

    ue

    ue

    un

    uu

    *

    *

    1

    1

    1

    1ln

    1ln

    1ln

    o

    o

    LLuu

    Lu

    u

    Ejercicios

    De la tabla determinar los valores K y n para valores transversales y longitudinales y

    calcular la carga ltima

    P (Kp)

    (mm)

    Longitud

    (mm)

    rea

    (cm2)

    (mm) Ao

    P =

    Lo

    =

    0 30 250 7.068 0 0 0

    2000 29.5 259 6.835 5 282.97 0.036

    4000 29 268 6.605 18 565.93 0.072

    6000 27 309 5.726 59 848.90 0.236

    8000 25 346 5.107 96 1131.86 0.384

    iA

    PS =

    i

    o

    D

    Dln*2

    1* = S

    1ln

    0 0 0 0

    292.61 0.034 293.16 0.035

    605.60 0.068 606.65 0.069

    1047.85 0.211 1049.24 0.212

    1566.47 0.325 1566.49 0.325

    Transversales Longitudinales

    n

    nKS

    S

    211.083.1047

    .3250= 1566.47

    K =

    n

    22

    n

    11

    n

    nKS

    S

    212.024.1049

    325.0 = 1566.69

    K =

    n

    22

    n

    11

  • 93.0

    54.1ln*495.1ln

    54.1495.1

    n

    n

    n

    938.0

    533.1ln*493.1ln

    533.1493.1

    n

    n

    n

    2

    93.0

    93.0

    /25.4455

    325.0

    1566.47

    325.0*47.1566

    *

    cmKpK

    K

    K

    KS n

    2

    938.0

    938.0

    /10.4496

    325.0

    1566.69

    325.0*69.1566

    *

    cmKpK

    K

    K

    KS n

    KpPu

    e

    Pu

    enKPu

    n

    n

    468.11613

    7.068*93.0*23.4455

    A**

    93.0

    93.0

    o

    KpPu

    ePu

    enKPu

    n

    n

    604.11713

    7.068*938.0*10.4496

    A**

    938.0

    938.0

    o

    2

    93.0

    o

    7887.2

    068.7

    A

    cmAu

    eAu

    eAu

    n

    cmLu

    Lu

    Au

    LALu

    AuLuLA

    VuV

    oo

    oo

    o

    628.633

    7887.2

    25*068.7

    A partir de los datos del cuadro calcular:

    a) La Resiliencia elstica del material

    b) La carga mxima

    c) La longitud y la seccin al inicial el ahorcamiento

    d) La mxima Resiliencia hiperelstica del material

    P

    (Kp)

    A

    (cm2)

    Longitud

    (mm)

    (mm) oA

    u P

    oL

    1S 1ln

    0 2.0 250 0 0 0 0 0

    2000 259 9 1000 0.036 1036 0.035

    4000 263 13 2000 0.052 2104 0.051

    6000 282 32 3000 0.128 3384 0.120

    8000 299 299 4000 0.196 4784 0.179

  • mmLu

    eLu

    eLLu

    KpPu

    ePu

    enKPu

    cmcmKpU

    U

    U

    n

    n

    n

    73.596

    *250

    *

    97.15862

    287.0*22.21370

    A**

    /*18

    2

    036.0*1000

    2

    *

    87.0

    9

    87.0

    87.0

    o

    3

    LpLp

    2

    87.0

    1

    2

    1

    /22.21370

    179.0

    4784

    *

    87.0

    491.1ln*414.1ln

    491.1414.1

    120.0*3384

    179.0*4784

    *

    *

    cmKpK

    K

    KS

    n

    n

    K

    K

    KS

    KS

    n

    n

    n

    n

    n

    n

    2

    87.0

    o

    84.0

    2

    A

    cmAu

    eAu

    eAu

    n

    2/75.18931

    84.0

    97.15862

    Pu

    cmKpu

    u

    Auu

    2/78.27777

    036.0

    1000

    cmKpE

    E

    ELp

    Lp

    2

    2

    2

    /39.6451

    78.27777*2

    75.18931

    *2

    u

    cmKpU

    U

    EU

    Hmx

    Hmx

    Hmx

    A partir de los datos del cuadro calcular:

    a) La acritud

    b) La rigidez del material

    c) La carga a la que inicia el ahorcamiento

    d) Su longitud ltima

  • P

    (Kp)

    A

    (cm2)

    Longitud

    (mm)

    (mm) oA

    u P

    oL

    iA

    PS

    i

    o

    A

    Aln

    0 4.0 150 0 0 0 0 0

    2000 3.91 162 12 500 0.08 511.51 0.023

    4000 3.83 100 1044.37 0.043

    7000 3.72 1750 1881.72 0.0736

    9000 3.25 2250 2769.23 0.208

    2

    37.0

    1

    2

    1

    /93.4955

    073.0

    72.1881

    *

    369.0

    351.0ln*679.0ln

    351.0679.0

    208.0*23.2769

    073.0*72.1881

    *

    *

    cmKpK

    K

    KS

    n

    n

    K

    K

    KS

    KS

    n

    n

    n

    n

    n

    n

    mmLu

    eLu

    eLLu

    KpPu

    ePu

    e

    AnKPu

    cmkpE

    E

    E

    n

    o

    n

    on

    Lp

    Lp

    16.217

    *150

    *

    32.9478

    4*37.0*93.4955

    **

    /5250

    08.0

    500

    37.0

    37.0

    37.0

    2

  • EXCENTRICIDAD

    ba *

    P

    I

    c*M

    CTab

    eP

    ab

    2

    3

    *

    **6

    12

    *

    a/2*e*P

    CONVENCIN DE SIGNOS

    Compresin (+)

    Traccin (-)

    a

    e

    ba

    P

    ab

    eP

    ba

    *61

    *

    *

    **6

    *

    P

    1

    21

    a

    e

    ba

    P

    ab

    eP

    ba

    *61

    *

    *

    **6

    *

    P

    2

    22

  • TIPOS DE DIAGRAMAS

    axial > excntrico axial = excntrico

    axial < excntrico

    Excentricidad mxima

    6

    *

    **6

    *

    P2

    21

    ae

    ab

    eP

    ba

    Ncleo Seccional

  • Ejemplo:

    En la columna que se muestra a continuacin calcular y graficar los esfuerzos

    2

    2

    2

    1

    /4020

    2*61

    15*20

    30000

    /16020

    2*61

    15*20

    30000

    *61

    *

    cmKp

    cmKp

    a

    e

    ba

    P

    cme

    e

    ae

    mx

    mx

    mx

    33.3

    6

    20

    6

    e = 2cm

  • En la columna que se muestra a continuacin calcular y graficar los esfuerzos

    2

    4321

    /100

    18*20

    36000

    *

    cmKp

    ba

    P

    C

    2

    3

    32

    41

    /100

    12

    18*20

    2/18*3*36000

    *

    cmKp

    I

    cM

    T

    C

    2

    3

    21

    43

    /120

    12

    20*18

    2/20*4*36000

    *

    cmKp

    I

    cM

    T

    C

  • 1 2 3 4

    P axial 100 100 100 100

    e = 3cm 100 -100 -100 100

    e = 4cm -120 -120 120 120

    Totales 80 -120 120 320

    Calcular el esfuerzo axial en las esquinas

  • 2

    4321

    /100

    20*15

    30000

    *

    cmKp

    ba

    P

    C

    2

    3

    32

    41

    /60

    12

    20*18

    2/20*2*30000

    *

    cmKp

    I

    cM

    T

    C

    2

    3

    /120

    12

    15*20

    2/15*30*3000

    *

    cmKp

    I

    cM

    1 2 3 4

    P axial 100 100 100 100

    e = 2cm 60 -60 -60 60

    Q -120 -120 120 120

    Totales 40 -80 160 280

  • ECUACIN PARA COLUMNAS (PANDEO)

    (EULER)

    Falla > Crtico

    2

    22 ***

    Lefect

    IEnPcrtico

    n = # de restricciones de la columna

    Simplemente apoyado

    o doblemente

    articulado

    Empotrado Doblemente

    empotrado

    En volado

  • Columna corta ------- Falla por aplastamiento (No cumple Euler)

    Columna Intermedia ------ Falla por aplastamiento mas pandeo (Cumple Euler)

    Columna Esbelta ------ Falla por pandeo (Cumple Euler)

    Ejercicios:

    Calcular la carga mxima aplicable suponiendo todas las condiciones de apoyo en los

    extremos.

    320075,1052

    75.1052

    200*12

    4*8*101*

    ***

    2

    332

    2

    22

    KpPcrtico

    xPcrtico

    Lefect

    IEnPcrtico

    320056.1871

    56.1871

    200*4

    3*12

    4*8*101*

    ***

    2

    332

    2

    22

    KpPcrtico

    xPcrtico

    Lefect

    IEnPcrtico

    320008.4211

    08.4211

    200*2

    1*12

    4*8*101*

    ***

    2

    332

    2

    22

    KpPcrtico

    xPcrtico

    Lefect

    IEnPcrtico

    Falla por Pandeo Falla por Pandeo Falla por Aplastamiento

  • Calcular a que altura h se debe colocar un apoyo para tener la mxima capacidad de la

    columna, cual es esa mxima capacidad y cual es su deformacin en ese instante

    cmh

    hhL

    abajoLefectarribaLefect

    57.228

    4

    3

    ..

    384014.1182

    14.1182

    43.171*12

    4*6*101.1*

    ***

    2

    352

    2

    22

    KpPcrtico

    xPcrtico

    Lefect

    IEnPcrtico

    384014.1182

    14.1182

    57.228*4

    3*12

    4*6*101.1*

    ***

    2

    352

    2

    22

    KpPcrtico

    xPcrtico

    Lefect

    IEnPcrtico

    cm

    x

    E

    L

    A

    P

    18.0

    101.1

    400*

    6*4

    14.1182

    *

    5

    320019.263

    19.263

    200*2*12

    4*8*101*

    ***

    2

    352

    2

    22

    KpPcrtico

    xPcrtico

    Lefect

    IEnPcrtico

    Falla por pandeo

    E = 1.1x105 Kp/cm

    2

    Falla = 160 Kp/cm2

    PFalla = Falla * rea

    PFalla = 160 * (4 * 6 )

    PFalla = 3840 Kp

  • FLEXIN

    2

    3

    *

    *6

    12

    *

    2/*

    *

    hb

    M

    hb

    hM

    I

    CM

    A

    A

    Isotrpico No Isotrpico

    21

    2

    1

    2

    1

    1

    ZZ

    Z

    Z

    E

    E

    Z

    Z

    EE

    T

    c

    TC

    21

    2

    1

    2

    1

    1

    ZZ

    Z

    Z

    E

    E

    Z

    Z

    EE

    T

    c

    TC

    21

    2

    1

    2

    1

    1

    ZZ

    Z

    Z

    E

    E

    Z

    Z

    EE

    T

    c

    TC

    M = Momento en el punto A

    h

    b

    c

    Z2

    Z1

    C

    T

    C = EC * C

    C = EC * C

    C

    T

  • TC

    T

    C

    T

    C

    TT

    CC

    T

    C

    TC

    C

    T

    E

    E

    Z

    Z

    Z

    Z

    E

    E

    Z

    Z

    ZE

    ZE

    Z

    Z

    E

    E

    Z

    Z

    bZ

    bZ

    TC

    Z

    Z

    2

    1

    2

    2

    2

    1

    2

    1

    1

    2

    2

    1

    2

    1

    12

    2

    1

    *

    *

    *

    *

    2

    **

    2

    *

    C

    T

    C

    T

    C

    C

    C

    C

    C

    T

    C

    T

    C

    TT

    CC

    T

    C

    TC

    C

    T

    E

    E

    hb

    M

    E

    E

    hb

    M

    Zhb

    ZM

    Zhb

    ZM

    ZZZhb

    M

    h

    h

    Zhb

    M

    Z

    Z

    E

    E

    Z

    Z

    ZE

    ZE

    Z

    Z

    E

    E

    Z

    Z

    bZ

    bZ

    TC

    Z

    Z

    1**

    *3

    1**

    *3

    **

    **3*

    **

    **3

    ***

    *3

    ***

    *3

    *

    *

    *

    *

    2

    **

    2

    *

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    1

    21

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    1

    2

    1

    1

    2

    2

    1

    2

    1

    12

    2

    1

    Ejercicios:

    ET =1x105 Kp/cm

    2

    EC = 1.2x105 Kp/cm

    2

  • cmZ

    cmZ

    cmZZ

    ZZ

    x

    x

    Z

    Z

    E

    E

    Z

    Z

    T

    C

    14.7

    86.7

    15

    *1.1

    101

    102.1

    2

    1

    21

    21

    5

    5

    2

    1

    2

    1

    2

    5

    5

    2

    5

    2

    2

    5

    5

    2

    5

    2

    /19.1020

    102.1

    1011*

    15*5

    102*3

    1**

    *3

    /57.1117

    101

    102.11*

    15*5

    102*3

    1**

    *3

    cmKp

    x

    xx

    E

    E

    hb

    M

    cmKp

    x

    xx

    E

    E

    hb

    M

    C

    C

    C

    T

    C

    C

    C

    T

    C

    C

    En la viga de la figura los medidores 1 y 2 registraron los datos que se muestran.

    Calcular:

    a) La posicin del plano neutro

    b) Los esfuerzos en los puntos 1 y 2

    c) Los mdulos de elasticidad en traccin y compresin

    M mx

    M mx = 2000 * 100

    M mx = 2x105 Kp*cm

    7.14cm

    7.86cm

    PN

    80cm 80cm 80cm

    1500Kp 1500Kp

    20cm

    10cm

    240cm

    1=1x105 Kp/cm

    2

    (acortamiento)

    2= 1.2x105 Kp/cm

    2

    (alargamiento)

  • cmZ

    cmZ

    cmZZ

    ZZ

    Z

    Z

    x

    x

    Z

    Z

    C

    T

    11.11

    89.8

    20

    *8.0

    105.1

    102.1

    2

    1

    21

    12

    2

    1

    4

    4

    2

    1

    2

    2

    1

    2

    5

    2

    /02.162

    11.11

    89.81*90

    1*15*5

    102*3

    1**

    *3

    cmKp

    Z

    Zx

    E

    E

    hb

    M

    C

    C

    C

    T

    C

    C

    2

    1

    2

    2

    5

    2

    /47.202

    89.8

    11.111*90

    1*15*5

    102*3

    1**

    *3

    cmKp

    Z

    Zx

    E

    E

    hb

    M

    T

    T

    T

    C

    T

    T

    26

    4

    26

    4

    /1068.1

    102.1

    47.202

    /1008.1

    105.1

    02.162

    cmKpx

    xE

    E

    cmKpx

    xE

    E

    T

    T

    T

    T

    T

    C

    C

    C

    C

    C

    En la viga de la figura se registraron los datos que se muestran. Calcular:

    a) La posicin del plano neutro

    b) Los esfuerzos en los puntos

    500Kp

    25cm

    5cm

    150cm

    50cm

    4cm

    1(T)

    2(C)

    3 ET =1.25EC

    PN

    1.2x10-4

    1x10-4

  • cmZ

    cmZ

    cmZZ

    ZZ

    Z

    Z

    E

    E

    Z

    Z

    E

    E

    Z

    Z

    C

    C

    T

    C

    77.11

    23.13

    25

    *89.0

    89.0

    *25.1

    2

    1

    21

    12

    1

    2

    1

    2

    1

    2

    2

    2

    22

    22

    2

    1

    21

    21

    /1.136

    *25.11*

    25*5

    500*150*3

    1**

    *3

    /153

    *25.11*

    25*5

    500*150*3

    1**

    *3

    cmKp

    E

    E

    E

    E

    hb

    M

    cmKp

    E

    E

    E

    E

    hb

    M

    C

    C

    C

    C

    T

    C

    C

    T

    C

    C

    T

    C

    T

    T

    2

    '3

    2'3

    2'3

    /4.45

    *25.11*

    25*5

    500*50*3

    1**

    *3

    cmKp

    E

    E

    E

    E

    hb

    M

    C

    C

    C

    C

    T

    C

    C

    2

    3

    3

    /76.13

    23.13

    423.13

    4.45

    cmKp

    En la viga de la figura los medidores 1, 2 y 3 registraron los datos que se muestran.

    Calcular:

    a) La posicin del plano neutro

    b) Los esfuerzos en los puntos 1, 2 y 3

    c) Los mdulos de elasticidad en traccin y compresin

    3

    3

    4 13.23

    45.4

    3

    33

  • Medidor 2 se acorta = 1x10-5

    Medidor 3 se alarga = 12x10-5

    cmZ

    cmZ

    ZZ

    x

    Z

    x

    Z

    4.11

    6.13

    15012

    101

    5.12

    1012

    2

    1

    11

    5

    1

    5

    1

    41

    5

    1

    5

    1

    1

    2

    101

    6.13

    1012*4.11

    1012

    x

    x

    xZ

    Z

    2

    1

    21

    2

    1

    21

    21

    /153

    4.11

    6.131*

    25*5

    500*150*3

    1*25*5

    500*150*3

    1**

    *3

    cmKp

    Z

    Z

    E

    E

    hb

    M

    T

    T

    T

    C

    TT

    2

    3

    23

    1

    2

    23

    23

    /1.136

    6.13

    4.111*

    25*5

    500*150*3

    1*25*5

    500*150*3

    1**

    *3

    cmKp

    Z

    Z

    E

    E

    hb

    M

    C

    C

    C

    T

    C

    C

    26

    5

    /1013.1

    1012

    1.136

    cmKpxE

    xE

    E

    C

    C

    C

    C

    C

    26

    4

    /105.1

    101

    153

    cmKpxE

    xE

    E

    T

    T

    T

    TT

    2

    2

    56

    2

    22

    /3.11

    101*1013.1

    *

    cmKp

    xx

    EC

    25cm

    5cm

    500Kp

    150cm

    12.5cm

    1

    2

    3

    Z2

    1

    3

    12.5 Z1

    12x10-5

    2

  • ccmZ

    cmZ

    cmZZ

    ZZ

    E

    E

    Z

    Z

    E

    E

    Z

    Z

    ZZ

    EE

    T

    T

    C

    T

    TC

    55.13

    45.11

    25

    85.0

    *4.1

    2

    1

    21

    21

    2

    1

    2

    1

    12

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    /97.785

    *4.11*

    25*10

    5000*150*3

    1**

    *3

    /26.664

    *4.11*

    25*10

    5000*150*3

    1**

    *3

    cmKp

    E

    E

    E

    E

    hb

    M

    cmKp

    E

    E

    E

    E

    hb

    M

    bC

    T

    T

    BC

    T

    C

    BC

    AT

    T

    T

    AT

    C

    T

    AT

    2

    '

    2'

    2'

    /262

    *4.11*

    25*10

    5000*50*3

    1**

    *3

    cmKp

    E

    E

    E

    E

    hb

    M

    CC

    T

    T

    CC

    T

    C

    CC

    2/6.147

    45.11

    262

    545.11

    cmKpC

    C

    P = 5000Kp

    25cm

    10cm

    100cm 50cm

    5cm

    A(T)

    B(C)

    C

    EC =1.4ET

    C

    C

    5 11.45

    262

    c

    33

  • En la viga dela figura calcular: a) la posicin del plano neutro, b) los valores de

    esfuerzos para las cargas indicadas, c) graficar los valores totales

    EC = 105 Kp/cm

    2

    ET = 1.2x105 Kp/cm

    2

    2

    5

    5

    2

    2

    /14

    101

    102.11*

    30*10

    200*100*3

    1**

    *3

    cmKp

    x

    x

    E

    E

    hb

    M

    AT

    AT

    C

    T

    AT

    2

    5

    5

    2

    2

    /8.12

    102.1

    1011*

    30*10

    200*100*3

    1**

    *3

    cmKp

    x

    x

    E

    E

    hb

    M

    bC

    BC

    T

    CBC

    2/20

    30*10

    6000

    cmKp

    A

    Q

    C

    C

    C

    BAC

    A = 6 Kp/cm2(compresin)

    B = 32.8Kp/cm2(compresin)

    No hay plano neutro, el plano neutro esta fuera de la seccin y sobre A

    En la viga dela figura calcular: a) la posicin del plano neutro, b) los esfuerzos en los

    puntos 1 y 3, c) los mdulos de elasticidad en traccin y compresin

    P = 100Kp

    30cm

    10cm

    200cm

    Q = 6000Kp

    15cm

    A

    B

    + =

    14

    12.8 20

    20 6

    32.8

  • Medidor 1 se acorta = 10-4

    mm/mm

    Medidor 2 = 0

    12

    2

    1

    4

    4

    2

    1

    4

    4

    5.1

    10

    105.1

    105.1

    128

    10

    ZZ

    Z

    Zx

    Z

    Z

    x

    C

    T

    T

    T

    cmZ

    cmZ

    ZZ

    12

    8

    5.120

    1

    2

    22

    2

    1

    21

    2

    1

    21

    21

    /5.937

    8

    121*

    20*10

    5000*100*3

    1*20*10

    5000*100*3

    1**

    *3

    cmKp

    Z

    Z

    E

    E

    hb

    M

    C

    C

    C

    T

    CC

    2

    3

    23

    1

    2

    23

    23

    /625

    12

    81*

    20*10

    5000*100*3

    1*20*10

    5000*100*3

    1**

    *3

    cmKp

    Z

    Z

    E

    E

    hb

    M

    T

    T

    T

    C

    T

    T

    26

    4

    /1037.9

    10

    5.937

    cmKpxE

    E

    E

    C

    C

    C

    C

    C

    26

    4

    /1017.4

    105.1

    625

    cmKpxE

    xE

    E

    T

    T

    T

    TT

    100cm 200cm 100cm

    5000Kp 5000Kp

    20cm

    10cm

    1

    2

    3

    12cm

    10-4

    12cm

    T