República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Escuela Técnica Popular Don Bosco Resistencia de los Materiales Fuerzas Internas Y Fuerzas Externas Alumnos: Emanuel Colina #4 Jesús David #6 Jean Carlos Marcano #15 Los Cortijos, Febrero 2020 Profesor: Rufino Alvarado Índice. Introducción………………………………………….……………………….3 Deformación Simple…………….……………………...……….………..4-6 Diagrama de Tensión - Deformación…………………………………...6-7 Límite de Proporcionalidad..…… ………………………………………….7 Tensión de Trabajo……...…..……………………………….....................7 Coeficiente de seguridad…………………………………………………7-8 Conclusión……….……….………………………………………………….9 Bibliografía………………………..………..…………………………........10 Introducción. En este trabajo les enseñaremos un poco sobre Las Fuerzas Internas y Externas, y como pueden interferir en un material, estas se encargan de deformar y de conseguir de alguna manera la forma necesaria del material para el trabajo que se vaya a realizar. Cuando un material es sometido a fuerzas externas, al aplicar a una sección al cuerpo y separamos esas porciones, permanecerán en equilibrio debido a que contiene fuerzas internas, ya sea igual y opuesta. Algunos conceptos los cuales se encuentran en el presente trabajo son los siguientes: Fuerzas Activas: pueden actuar en forma permanente o en intervalos de tiempo con dirección e intensidad constante o variable, y; Fuerzas Reactivas: también llamadas fuerzas de vínculo o reacciones, se presentan sólo cuando el cuerpo accionado por fuerzas activas tiende a desplazarse según direcciones determinadas a las que los vínculos se oponen. Se llama vínculo a toda sujeción que limita los desplazamientos posibles de un cuerpo. Esperamos que les guste, y les enseñe un poco más sobre el presente tema. 3 Fuerzas Internas y Externas. Para un cuerpo sometido a un sistema general de fuerzas externas, si aplicamos una sección al cuerpo y separamos estas porciones, permanecerán en equilibrio debido al surgimiento de las fuerzas internas (iguales y opuestas). Estas fuerzas internas serán la resultante de esfuerzos distribuidos en la sección trasversal (tensiones) y se introducen para caracterizar la ley de distribución de las fuerzas internas en la sección transversal, como una medida de la intensidad de las fueras internas. Deformaciones. Los cuerpos reales pueden deformarse, es decir, cambiar su forma y dimensiones. Las deformaciones de los cuerpos suceden a causa de su carga con fuerzas exteriores o cambio de temperatura. Durante la misma los puntos, líneas o secciones trazadas mentalmente en los cuerpos, se desplazan en el plano o en el espacio respecto a su posición inicial. Al cargar un cuerpo sólido, dentro de él surgen fuerzas interiores de interacción entre las partículas que se oponen a las fuerzas exteriores y tienden a volver las partículas del cuerpo a la posición que han ocupado antes de la deformación. Las deformaciones pueden ser elásticas, que desaparecen después de haberse anulado la acción de las fuerzas, y deformaciones plásticas o permanentes que no desaparecen al quitar las cargas. En la resistencia de materiales se estudian los siguientes tipos principales de las deformaciones: Tracción - compresión axial: surge, por ejemplo, en el caso que a una barra, a lo largo de su eje, se aplican fuerzas dirigidas en el sentido contrario, ocasionando un desplazamiento de avance de las secciones a lo largo del eje de la barra que durante la tracción se alarga, y durante la compresión se acorta. El cambio de la longitud inicial l, designado l, se llama alargamiento absoluto (durante la tracción) o reducción absoluta (durante la compresión).Muchos elementos de estructuras trabajan a tracción o compresión por ejemplo: barras de las armaduras, columnas, vástagos de las máquinas de pistón, pernos de apriete, etc. 4 El deslizamiento o cizallamiento surge cuando las fuerzas exteriores tienden a desplazar dos secciones planas paralelas de la barra una respecto a otra, siendo la distancia entre ellas constante (ver figura). La magnitud se denomina deslizamiento absoluto. La relación del deslizamiento absoluto a la distancia entre dos planos deslizados (la tangente del ángulo ) se denomina deslizamiento relativo. Como el ángulo es pequeño se puede considerar que: El deslizamiento relativo es una deformación angular que caracteriza la oblicuidad del elemento. A deslizamiento o cizallamiento trabajan, por ejemplo, remaches y pernos que unen los elementos, que las fuerzas exteriores tienden a desplazar unos respecto al otro. La torsión surge cuando sobre una barra actúan fuerzas exteriores que forman un momento con respecto a su eje (ver figura). La deformación de torsión va acompañada por el giro de las secciones transversales de la barra unas respecto a otras alrededor de su eje. El ángulo de giro de una sección de la barra con respecto a otra situada a una distancia l se llama ángulo de distorsión en la longitud l. la razón entre el ángulo de distorsión y la longitud l se denomina ángulo relativo de distorsión:Los árboles, los husillos de tornos y taladradoras así como otras piezas trabajan a torsión. La flexión consiste en la desviación del eje de una barra recta o el cambio de la curvatura de una barra curva. Durante esta deformación surge el desplazamiento lineal (flecha f desplazamiento de un punto dirigido en dirección perpendicular a la posición inicial del eje) y la deformación angular (ángulo de giro α el giro de las secciones respecto a sus posiciones iniciales). A flexión trabajan vigas de pisos intermedios, de puentes, ejes de los vagones de ferrocarril, ballestas, árboles, dientes de engranajes, rayos de ruedas, palancas y muchas otras piezas. Las deformaciones simples anteriormente descritas de la barra ofrecen una idea sobre los caminos de su forma y dimensiones en general, pero no dicen nada sobre el grado y carácter del estado deformado del material. Las investigaciones demuestran que el estado deformado de un cuerpo, hablando en general, es heterogéneo y cambia de un punto a otro. 5 El estado deformado en un punto del cuerpo se determina perfectamente por seis componentes de la deformación: tres deformaciones lineales unitarias y tres deformaciones angulares unitarias. Repaso de estática: La Estática estudia las condiciones que cumplen todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo para que éste se encuentre en equilibrio. Las fuerzas pueden ser: Internas: se generan en las partes componentes de un cuerpo y tienen su origen en la atracción molecular no presentando manifestación exterior. Externas: son las que actúan sobre el cuerpo y producen alteraciones en su estado de reposo. Activas: pueden actuar en forma permanente o en intervalos de tiempo con dirección e intensidad constante o variable. Reactivas: también llamadas fuerzas de vínculo o reacciones, se presentan sólo cuando el cuerpo accionado por fuerzas activas tiende a desplazarse según direcciones determinadas a las que los vínculos se oponen. Se llama vínculo a toda sujeción que limita los desplazamientos posibles de un cuerpo. Fuerzas de rozamiento: son las que se oponen al movimiento de un cuerpo. Esfuerzos Internos. Podemos analizar qué es lo que ocurre internamente en un cuerpo cualquiera que se encuentra sometido a la acción de un sistema de fuerzas cualquiera. Este sistema de fuerzas activas (F1, F2,…. Fn), genera las reacciones de vínculo Ra y Rb para lograr el equilibrio externo. Este sistema de fuerzas activas y reactivas provocará a su vez la aparición de fuerzas internas que se oponen a la deformación y procuran equilibrar a las fuerzas externas para impedir que la deformación continúe hasta la rotura. 6 Nos interesará conocer los esfuerzos en una sección transversal cualquiera, como por ejemplo la definida por un plano ɑ perpendicular al eje e. Imaginemos que seccionamos el cuerpo y planteamos el equilibrio de una de las dos opciones en las que la pieza queda dividida, por ejemplo la que se halla a la derecha del plano ɑ. Esta porción debe encontrarse en equilibrio bajo la acción de las cargas externas que están a la derecha del plano y de las fuerzas internas que actúan sobre las partículas que están en la sección transversal determinadas por la acción de las que están a la izquierda y vecinas a la sección para oponerse a la deformación. 7 8 9 Conclusión. La Deformación Simple es un tema, amplio pero sencillo, el cual consiste en una deformación realizada en un material u objeto por una fuerza o carga, ya sea, externa o interna. Estos materiales cuenta con unos puntos llamados punto de elasticidad el cual consiste en una deformación realizada en un objeto más allá de su resistencia, surgiendo una deformación permanente; y de fluencia el cual es el alargamiento del material o fluencia sin un aumento de carga, por este alargamiento esta carga puede disminuir. En este trabajo se vio el Esfuerzo Máximo; la máxima ordenada en la curva esfuerzo-deformación; y el Esfuerzo de Rotura; el verdadero esfuerzo generado en un material durante su rotura. Además de varias fórmulas, necesarias para solucionar ciertos problemas en la Mecánica, ya que nos facilitan su solución, asimismo del Esfuerzo de Tensión: es aquel que tiende a estirar el miembro y romper el material; Esfuerzo de compresión: es aquel que tiende aplastar el material del miembro de carga y acortar al miembro en sí; y el Esfuerzo cortante: este tipo de esfuerzo busca cortar el elemento, esta fuerza actúa de forma tangencial al área de corte. Y La tensión admisible, la cual es aquella que asegura las no deformaciones permanentes en los materiales y que por tanto debe ser inferior a la tensión producida por las fuerzas exteriores. 9 Bibliografía. http://www.ual.es/~mnavarro/TEMA4Estatica.pdf http://www.cartamar.com/productos/mecanica-para-ingenieros-estatica-ydinamica_2542475_1.html http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/duran_p_da/capitulo4.pdf INGENIERIA MECANICA ESTATICA DECIMO SEGUNDA EDICION. R. C. HIBBELER STIOPIN, P.A Resistencia de Materiales. MOSCÚ: MIR, 1979 https://rephip.unr.edu.ar/bitstream/handle/2133/4409/2040115%20RESISTENCIA%20DE%20MATERIALES%20Resistencia%20de%20Materiales.pdf?sequence= 2&isAllowed=y 11
