Elasticidad de Materiales Sólidos
SÓLIDO:
Porción de materia cuyas distancias intermoleculares permanecen constantes en el tiempo, siempre que no estén sometidos a fuerzas externas cuyas intensidades pueden estar deformando al sólido
SÓLIDO RÍGIDO:
Porción de materia cuyas distancias intermoleculares permanecen constantes en el tiempo, aún cuando estén sometidos a fuerzas externas
ELASTICIDAD Y DEFORMACIÓN
Elasticidad: es una propiedad que tienen los materiales en su comportamiento estructural, se manifiesta mediante cambios en sus dimensiones al ser sometidos a efectos deformadores, de tal modo que al desaparecer éstos, el material recupera completamente sus dimensiones iniciales.
Deformación: es el cambio relativo en las dimensiones de un cuerpo como resultado de la acción de agentes deformadores. La deformación puede ser ELÁSTICA O PLÁSTICA.
ELASTICIDAD
Conceptos Básicos
Ley de Hooke
Esfuerzo y deformación
Deformaciones axiales
Módulo elástico (de Young)
Módulo de Rigidez
Esfuerzos de Tensión, Compresión y de Corte
Curva Esfuerzo vs. Deformación Unitaria
Deformaciones transversales. Coeficiente de Poisson
Concepto: Esfuerzo
Corte
Los cuerpos sólidos responden de distinta forma cuando se los somete a fuerzas externas. El tipo de respuesta del material dependerá de la forma en que se aplica dicha fuerza (tracción, compresión, corte o cizalladura, flexión y torsión).
Independientemente de la forma en que se aplica la fuerza, el comportamiento mecánico del material se describe mediante tres tipos de esfuerzos: tracción, compresión y corte.
Concepto: Deformación
Corte
Es el cambio del tamaño o forma de un cuerpo debido a los esfuerzos producidos por una o más fuerzas aplicadas (o también por la ocurrencia de la dilatación térmica).
Independientemente de la forma en que se aplica la fuerza, el comportamiento mecánico del material se describe mediante tres tipos de deformaciones: tracción, compresión y corte.
Estado de Tensiones y Deformaciones
El estado de tensiones de un elemento de volumen se describe mediante tres tipos de esfuerzos: tracción, compresión y corte.
El estado de deformaciones de un elemento de volumen se describe mediante tres tipos de deformaciones: tracción, compresión y corte.
Por más compleja que sea la solicitación de un material:
Esfuerzo de tensión
Esfuerzo
Relación de la fuerza perpendicular aplicada a un objeto dividida para su área transversal.
Unidad de medida: unidades de fuerza/unidades de área; Pascal (Pa), megapascal (MPa)
F
F
A
Normal (Axial) : la carga es perpendicular a la sección
transversal del material
– Tension : los extremos del material son estirados hacia afuera
para alargar al objeto, la carga es conocida como fuerza de
tensión.
– Compresión : Los extremos del material som empujados para
hacer al material más pequeño, la carga es llamada una fuerza de compresión.
Tensión
Compresión
Clasificación de esfuerzos
Esfuerzo cortante : carga Tangencial
Clasificación
estirando
Presión
Carga
Esfuerzo.
Esfuerzo longitudinal
Esfuerzo cortante
F
F
F
F
A
? = F/A
F
F/2
F/2
F
F/2
F/2
A
? = F/(2A)
Deformación
Deformación
La relación del cambio de longitud debida al esfuerzo para la longitud original del objeto.
Es una cantidad adimensional
Elongación
e
L
Lo
F
F
Esfuerzo tensionante y deformación
Máquina hidraulica Baldwin para pruebas de Tension & Compresion
Diagrama Esfuerzo-Deformación
deformación (e/Lo)
4
1
2
3
5
Esfuerzo (F/A)
Región
Elastica
Región
Plástica
Ruptura
ultima
Fuerza de Tensión
pendiente=E
Region Elastica
pendiente= Módulo de Young
Región Plastica
ultima fuerza de tensión
fractura
Deformación
permanente
Esfuerzo máximo
Esfuerzo cortante y deformación
El esfuerzo cortante es usado en aquellos casos donde se aplican fuerzas puramente torsionantes a un objeto y se denota por el simbolo t.
La fórmula de calculo y las unidades permanecen iguales como en el caso de esfuerzo de tensión.
Se diferencia del esfuerzo de tensión sólo en la dirección de la fuerza aplicada(paralela para cortante y perpendicular para tensión)
Esfuerzo cortante
Deformación de corte o cizalladura (g) es definida como la tangente del ángulo q, y, en esencia, determina que extensión del plano fue desplazado.
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