INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO“SANTIAGO MARIÑO”

EXTENSIÓN PORLAMARASIGNACION: Elemento de maquina.

ELEMENTO DE MAQUINA I

Realizado por:

Juan Velásquez C.I: 19.682.533

 Mecánica, mención: Mantenimiento

Porlamar, Junio del 2015

 

TEMA 1 ESFUERZO Y DESFORMACION.

El esfuerzo se define aquí como la intensidad de las fuerzas

componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la

forma de un cuerpo.

Existen tres clases básicas de esfuerzos: intensivo, compresivo y

corte. El esfuerzo se computa sobre la base de las dimensiones

del corte transversal de una pieza antes de la aplicación de la

carga, que usualmente se llaman dimensiones originales.

Clasificación de los esfuerzos.

Fuerza. Son esfuerzos que se pueden clasificar debido a las fuerzas. Generan

desplazamiento. Dependiendo si están contenidos (o son normales) en el plano.

Momento. Son esfuerzos que se pueden clasificar debido a los momentos.

Otros:

Esfuerzos compuestos. Es cuando una pieza se encuentra sometida

simultáneamente a varios esfuerzos simples, superponiéndose sus acciones.

Esfuerzos variables. Son los esfuerzos que varían de valor e incluso de signo.

Cuando la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo es 0, el esfuerzo se

denomina alternado. Pueden ocasionar rotura por fatiga.

ESFUERZO CORTANTE Las fuerzas internas y sus correspondientes

esfuerzos estudiados anteriormente eran normales a la sección

considerada. Un tipo muy diferente de esfuerzo se obtiene cuando se

aplican fuerzas transversales P y P' de un elemento AB (figura 1.15). Al

efectuar un corte en C entre los puntos de aplicación de las dos fuerzas

(figura 1.16a), obtenemos el diagrama de la ecuación AC que se

muestra en la figura 1.16b. Se concluye que deben existir fuerzas

internas en el plano de la sección, y que su resultante es igual a P. Estas

fuerzas internas elementales se conocen corno fuerzas cortantes, y la

magnitud P de su resultante es el cortante en la sección. Al dividir el

cortante P en el área A de la sección transversal, se obtiene el esfuerzo

cortante promedio en la sección. 

La deformación

se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe

al esfuerzo, al cambio térmico, al cambio de humedad o a otras causas.

En conjunción con el esfuerzo directo, la deformación se supone como un

cambio lineal y se mide en unidades de longitud. En los ensayos de

torsión se acostumbra medir la deformación cómo un ángulo de torsión

(en ocasiones llamados extrusión) entre dos secciones especificadas.

Cuando la deformación se define como el cambio por unidad de longitud

en una dimensión lineal de un cuerpo, el cual va acompañado por un

cambio de esfuerzo, se denomina deformación unitaria debida a un

esfuerzo. 

Comportamiento elástico, se da cuando un sólido se deforma adquiriendo

mayor energía potencial elástica y, por tanto, aumentando su energía interna

sin que se produzcan transformaciones termodinámicas irreversibles.

Comportamiento plástico: aquí existe irreversibilidad; aunque se retiren las

fuerzas bajo las cuales se produjeron deformaciones elásticas, el sólido no

vuelve exactamente al estado termodinámico y de deformación que tenía antes

de la aplicación de las mismas.

Comportamiento viscoso: que se produce cuando la velocidad de

deformación entra en la ecuación constitutiva, típicamente para deformar con

mayor velocidad de deformación es necesario aplicar más tensión que para

obtener la misma deformación con menor velocidad de deformación pero

aplicada más tiempo.

clasificación

Deformación elástica: aquélla en la que los cambios son reversibles,

antes de llegar el límite elástico), una vez sobrepasado las rocas se

deforman plásticamente o se fracturan.

Deformación plástica ó dúctil plástica ó dúctil: los cambios son

permanentes y como la roca “fluye” roca “fluye” en esta deformación, se

forman pliegues pliegues (arrugas) en la roca. Sucede cuando los

esfuerzos son lentos y continuos.

Deformación frágil ó quebradiza: frágil ó quebradiza los cambios son

permanentes. Sucede cuando los esfuerzos son rápidos y/o muy intensos

y como consecuencia la roca se rompe roca se rompe. Se forman fallas

(rupturas con desplazamiento) y fracturas (rupturas sin desplazamiento)

en la roca

Tipos de Deformación.

TEMA 2 FUNDAMENTO DE LA ESTATICA.

  la fatiga 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.

La fatiga de material consiste en el desgaste y posterior ruptura de un

objeto construido por el ser humano. La fatiga de material, tiene que ver

más que nada, con objetos, los cuales, soportan carga. Y nos referimos, a

todos los objetos construidos por el hombre, diseñados para soportar peso.

La fatiga de los materiales se da cuando se ejercen fuerzas repetidas

aplicadas sobre el material creando pequeñas grietas que pueden llegar a

producir una ruptura del material. . Es un fenómeno muy importante, ya que

es la primera causa de rotura de los materiales metálicos

(aproximadamente el 90%).

SEÑALES DE FATIGA

La Falla por Fatiga es repentina y total, las señales son

microscópicas. En las Fallas estáticas las piezas sufren una

deformación detectable a simple vista. Para evitar la falla por fatiga se

pueden aumentar considerablemente los factores de seguridad, pero

esto implicaría aumentar ostensiblemente los costos de fabricación de

las piezas.

DIAGRAMA S-N

Con el objeto de especificar una resistencia segura para un material

metálico bajo carga repetida, es necesario determinar un limite por debajo

del cual no pueda ser detectada una evidencia de falla después de haber

aplicado una carga durante un numero determinado de ciclos. Este

esfuerzo limitante se llama limite de fatiga o, mas propiamente, limite de

resistencia a la fatiga el cual es aquel esfuerzo para la cual la gráfica S-N

se vuelve horizontal o asintótica. Usando una máquina de ensayos para

este propósito, una serie de muestras son sometidas a un esfuerzo

específico aplicado cíclicamente hasta su falla. Los resultados se trazan

en una gráfica que represente el esfuerzo S como ordenada y el número

de ciclos N a la falla como abscisa. Esta gráfica se llama diagrama S-N, o

diagrama esfuerzos-ciclos.

FLEXION.

flexión al 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. Un caso típico son las vigas, las que están diseñadas para trabajar,

principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se

extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.

MOMENTO FLECTOR

momento flector un momento de fuerza resultante de una

distribución de tensiones sobre una sección transversal de un prisma

mecánico flexionado o una placa que es perpendicular al eje longitudinal a

lo largo del que se produce la flexión. o Es una solicitación típica en vigas

y pilares y también en losas ya que todos estos elementos suelen

deformarse predominantemente por flexión. El momento flector puede

aparecer cuando se someten estos elementos a la acción un momento

(torque) o también de fuerzas puntuales o distribuidas.

torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento

sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico,

como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión

predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en

situaciones diversas.

La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva

paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado

inicialmente por la dos curvas. En lugar de eso una curva paralela al eje

se retuerce alrededor de él.

Torsión.

Torsión DEFORMACIÓN TORSIONANTES DE UNA BARRA CIRCULAR.

En este punto consideramos una barra prismática con sección transversal

circular torcida por pares de torsión T que actúan en sus extremos como se

muestra en la figura, dado que cada sección transversal de la barra es idéntica y

puesto que cada sección transversal se somete al mismo par de torsión interno,

decimos que la barra esta en torsión pura. A partir de consideraciones de

simetría, se puede demostrar que las secciones transversales de la barra no

cambian de forma conforme giran con respecto al eje longitudinal. En otras

palabras, todas las secciones transversales permanecen planas y circulares y

todos los radios permanecen rectos. Además, si el ángulo de rotación entre un

extremo de la barra y el otro es pequeño, no cambiarán la longitud de la barra ni

sus radios.

FORMULA DE LA TORSIÓN

Esta ecuación, conocida como la fórmula de la torsión, muestra que el esfuerzo

cortante máximo es proporcional al par de torsión aplicado T e inversamente

proporcional al momento de inercia polar IP. τ máx. = Tr / Ip Las unidades

comunes empleadas en la formula de la torsión son las siguientes. En el sistema

SI el par de torsión T suele expresarse en newton metro (N∙m), el radio r en

metros (m), el momento polar de inercia IP en metros a la cuarta potencia (m4) y

el esfuerzo cortante t en pascales (Pa).

CONCLUSION

Los materiales, en su totalidad, se deforman a una carga externa. Se sabe además

que, hasta cierta carga límite el sólido recobra sus dimensiones original es cuando se

le descarga. La recuperación de las dimensiones originales al eliminarla carga es lo

que caracteriza al comportamiento elástico. La carga límite por encima de la cual ya no

se comporta elásticamente es el límite elástico. Al sobrepasar el límite elástico, el

cuerpo sufre cierta deformación permanente al ser descargado, se dice entonces que

ha sufrido deformación plástica. El comportamiento general de los materiales bajo

carga se puede clasificar como dúctil o frágil según que el material muestre o no

capacidad para sufrir deformación plástica. Los materiales dúctiles exhiben una curva

Esfuerzo - Deformación que llega a su máximo en el punto de resistencia a la tensión.

En materiales más frágiles, la carga máxima o resistencia a la tensión ocurre en el

punto de falla. En materiales extremadamente frágiles, como los cerámicos, el esfuerzo

de fluencia, la resistencia a la tensión y el esfuerzo de ruptura son iguales.