Unidad 4 Métodos energéticos

4.1 Energía de deformación en elementos simples sujetos a carga axial, transversal, flexión y torsión

La energía de deformación es un concepto fundamental en la mecánica aplicada, y los principios de la energía de deformación se usan ampliamente a fin de establecer las respuestas de máquinas y estructuras frente a cargas estáticas y dinámicas.

Esta energía se conoce, como energía de deformación inelástica. Supongamos que la carga P que actúa sobre la barra se mantiene por debajo de la carga límite elástica. Mientras la carga permanezca por debajo de este límite, toda la energía de deformación se recupera durante la descarga y no permanece nada en la barra. Por lo que, la barra actúa como un resorte elástico que almacena y libera energía según se aplique o retire la carga. Si el material de la barra es elástico y cumple la ley de Hooke, entonces el diagrama carga – deformación conformar una línea recta. En este caso, la energía de deformación, U, almacenada en la barra (igual el trabajo total, W, realizado por la carga P) es:

Considerar que a una barra se le aplica una fuerza axial, en la cual la magnitud de F es incrementada gradualmente desde cero hasta un valor límite O, la deflexión final de la barra resulta ser Δ. Si el material tiene una respuesta elástica lineal, entonces,

Suponga que P ya está aplicada a la barra y que ahora se aplica otra fuerza F´, de manera que la barra se deflexiona una distancia adicional Δ´.