w20140327101649403_7000002154_04-22-2014_224344_pm_aplicaciÓn de propiedades de los materiales

5/25/2018 w20140327101649403_7000002154_04-22-2014_224344_pm_APLICACI N DE PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

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APLICACIN DE PROPIEDADESDE LOS MATERIALES

DISEO POR ESFUERZOS Y DEFORMACIONES NORMALES

Ing. Alexander Vega Anticona


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LOGRO DE LA SESION

El estudiante al finalizar la sesin ser capaz de desarrollarprocedimientos de solucin de problemas, aplicando losconceptos de esfuerzos y deformaciones normales en eldiseo de miembros estructurales bsicos, justificando cadaetapa de su desarrollo


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14/04/2014 ING.ALEXANDER VEGA ANTICONA 4


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ESFUERZO (TENSION)

Resistencia interna ofrecida por una unidad de rea del material del cual esta hecho unmiembro a una carga externamente aplicada

=

=

2=

=


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ESFUERZO NORMALDIRECTO ()

EJEMPLO 3: La figura muestra un pedestal diseado para

soportar cargas dirigidas hacia abajo, calcule el esfuerzoen el perfil cuadrado, en la parte superior, para una cargade 27500 lb (rea 2.25 in2)

SOLUCIONObjetivo Calcular esfuerzo en la cara superior

Datos F, rea

Ecuaciones = F/rea

Resultado = 27 500 lb/2.25 in2 = 12 222 psi

Comentario El valor del esfuerzo se dara en

cualquier plano paralelo al superior


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EJEMPLO 4: La figura muestra dos varillas circulares (color rojo) que soporta unapieza fundida que pesa 11.2 KN, el dimetro de cada varilla es de 12 mm, y las dosvarillas comparten la carga por igual, calcule el esfuerzo en cada uno de ellos

SOLUCION

Objetivo Calcular el esfuerzo en cada varilla

Datos Peso, dimetro (esfuerzo directo en cada

varilla)Ecuaciones = F/rea

Resultado 49.5 MPa

Comentario


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CONCEPTO DE DEFORMACION

Lo = 10 in

Lf = 10.023 in

= =

=10.03 10.00

10.00 = 0.023/ 10.00 = 0.0023


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PROBLEMAS PROPUESTOS


1. Calcule el esfuerzo de una barra redonda utilizada como soporte de rocas, est sometida a

una fuerza de tensin directa de 3200 N si su dimetro es de 10 mm.

2. Calcule el esfuerzo de una barra rectangular, base de una pequea estructura de soporte,

que tiene una seccin de 10mm por 30mm si se aplica una fuerza de tensin directa de

20KN.

3. El eslabn de mecanismo de una mquina de chancado automtica se somete a una fuerza

de tensin de 860 lb. Si el eslabn es cuadrado de 0.40 in por lado, calcule el esfuerzo en el

eslabn.

4. Una barra circular con dimetro de 3/8 in, soporta una excavadora que pesa 1850 lb. Calcule

el esfuerzo en la varilla.


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aquina de traccin


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Probeta para ensayo a tension


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Video del ensayo entensin de una acero alcarbono


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1. Se fija la probeta por ambos extremos.

2. Se regula la carga aplicada (constante) y el

alargamiento de la probeta se registra en

simultaneo.

3. Normalmente se usa una celda de carga

para medir la fuerza.

4. Normalmente se usa un extensmetro o

medidor de deformacin para medir el

alargamiento de la longitud calibrada.

5. La muestra se somete a tensin

(tpicamente moviendo un actuador donde

est fijado un extremo de la probeta,

mientras el otro permanece fijo.

Procedimiento del ensayo a tension


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Carga L Esfuerzo Deformacin

0 0 0 0

1395 0.0014 6964.67 0.0007

2800 0.0028 13979.27 0.00144195 0.0042 20943.94 0.0021

5600 0.0056 27958.53 0.0028

7010 0.0070 34998.09 0.0035

8400 0.0084 41937.8 0.0042

8620 0.0110 43036.17 0.0055

8635 0.0136 43111.06 0.0068

8660 0.0168 43235.87 0.0084

8880 0.0220 43335.72 0.0110

9580 0.0310 44334.24 0.0155

10120 0.0420 47829.06 0.0210

10760 0.0588 50525.06 0.029410940 0.0840 53720.32 0.0420

10720 0.1176 54618.99 0.0588

10140 0.1428 53520.62 0.0714

9420 0.1680 50624.91 0.084


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0.000 0.025 0.050 0.075 0.100

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

Es

fuerzo

Deformacion

Resistencia a la Tensin


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0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012 0.014 0.01634000

36000

38000

40000

42000

44000

46000

Punto de cedencia

Limite elastico

Esfue

rzo

Deformacion

Limite Proporcional


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El limite proporcional es el valor de esfuerzo en la curva de esfuerzo

deformacin en el que la curva se aparta por primera vez de la linealidad.

El limite elstico es el valor de esfuerzo en la curva esfuerzo deformacin en

el que el material se ha deformado plsticamente; es decir, cuando ya no

recobrara su tamao y forma original despus que se retira la carga

El punto de cedencia es el valor de esfuerzo en la curva de esfuerzo

deformacin donde existe un incremento significativo de la deformacin con

poco o ningn incremento de esfuerzo.

La resistencia a la tensin es el valor mas alto del esfuerzo aparente en la curvade esfuerzodeformacin


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0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

Esfu

erzo

Algunos aceros, aluminio o titanio, pueden tener unacurva como esta


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0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

Esfu

erzo

Con una deformacin igual a 0.002 se traza unalnea paralela a la zona lineal


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0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

Resistencia a la tension

Esfue

rzo

Resistencia a la cedencia

La resistencia a la cedencia, es el valor de esfuerzo, en la curva

de esfuerzodeformacin, al cual una lnea recta trazada desde

un valor de deformacin de 0.002 in/in o mm/mm y paralela a

la zona lineal de la curva esfuerzo deformacin, corta a dicha

curva


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ESFUERZO DE DISEO CRITERIOS



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ESFUERZO DE DISEO CRITERIOS



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PROBLEMAS PROPUESTOS



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