En esta entrada haremos una mejora de la cuarta entrada, la cual trata sobre las solicitaciones mecánicas de los materiales.
SOLICITACIONES MECÁNICAS
En la siguiente entrada vamos a hablar sobre as cinco solicitaciones a las que se pueden solicitar un material, a parte de esto los fallos que pueden obtener.
Una solicitación mecánica es una fuerza externa que actúa sobre una estructura, y dependiendo de donde actué y como sea la fuerza externa que se produzca sobre la estructura habrá diferentes tipos; de tracción, torsión, compresión, cortadura, flexión.
-Tracción:
esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.Son muchos los materiales que se ven sometidos a tracción en los diversos procesos mecánicos.
Cuando sometemos a un cuerpo a un esfuerzo de tracción, este sufre estiramientos en ciertas direcciones por culpa de la tracción. Normalmente el estiramiento en estas direcciones va acompañado de fuerzas en las direcciones transversales, al estirar el material este se va reduciendo la fuerza.
Los materiales tienen unas cualidades distintas con el efecto de tracción, estas son algunas:
-Fragilidad:capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación, es lo contrario a la ductibilidad.
- Ductilidad: capacidad de un material de estirarse si romperse, con ella se obtienen hilos, alambres u otros materiales.
-Elasticidad:capacidad que tiene un cuerpo de recuperar su forma al aplicarle una tensión.
-Plasticidad:capacidad que tiene un material de deformarse permanentemente cuando le sometemos a esfuerzos de tracción.
Los materiales tienen unas cualidades distintas con el efecto de tracción, estas son algunas:
-Fragilidad:capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación, es lo contrario a la ductibilidad.
- Ductilidad: capacidad de un material de estirarse si romperse, con ella se obtienen hilos, alambres u otros materiales.
-Elasticidad:capacidad que tiene un cuerpo de recuperar su forma al aplicarle una tensión.
-Plasticidad:capacidad que tiene un material de deformarse permanentemente cuando le sometemos a esfuerzos de tracción.
Cuando se supera el limite tanto plástico como elástico tiene lugar una rotura, llamada estricción.Esta es la reducción de área que se produce en el punto de rotura, calculada como el cociente entre la sección final y la inicial.
En automoción las maquinas autopropulsadas se componen de muchos elementos los cuales están sometidos a muchas tensiones. En el caso de la tracción hay elementos como son las correas distribución que sufren constantes esfuerzos de tracción al ejercer fuerzas contrapuestas sobre ellas.
En la foto podemos ver como al estirar el material se crea un alargamiento del objeto y después una estriccion , en este caso se puede ver que la barra a aumentado bastante su longitud y se ha creado en ella una estriccion y una falla por rotura en el centro de la misma.
-Compresión:
es la fuerza que pueden hacer que un objeto se aplaste o comprima. Al comprimir el material lo que hacemos es juntar sus partículas y con ello acortamos la longitud del material.
El esfuerzo de compresión tiene el efecto de acortar la pieza.
Como en la anterior solicitación, cada material reacciona de una manera distinta ante este esfuerzo por lo que sus tipos de fallo serán también distintos. Habrá fallas por ruptura en materiales quebradizos y fallas por desmorono o desplazamientos en materiales dúctiles y maleables. en estos últimos se deberá también tener en cuenta que dependerá del grado de distorsión del material.
En los vehículos de automoción hay ciertas piezas de la maquina que están sometidas tanto a esta como a otras solicitaciones. En las maquinas se suelen utilizar elementos elásticos que permitan una buena resistencia ante la compresión el caso mas importante de compresión mecánica en el vehículo es el que reciben los muelles como por ejemplo los que hacen trabajar a las válvulas por medio de la compresión que realiza el árbol de levas en ellos.
La compresión tiene una rotura parecida a la tracción, en la cual se aplican dos fuerzas en la misma dirección pero con sentidos opuestos.esto obliga a que el material se aplaste, por lo que las fuerzas aumentan hasta que se produce el fallo del material y de ahí la rotura o la aparición de grietas.
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En automoción las maquinas autopropulsadas se componen de muchos elementos los cuales están sometidos a muchas tensiones. En el caso de la tracción hay elementos como son las correas distribución que sufren constantes esfuerzos de tracción al ejercer fuerzas contrapuestas sobre ellas.
es la fuerza que pueden hacer que un objeto se aplaste o comprima. Al comprimir el material lo que hacemos es juntar sus partículas y con ello acortamos la longitud del material.
El esfuerzo de compresión tiene el efecto de acortar la pieza.
Como en la anterior solicitación, cada material reacciona de una manera distinta ante este esfuerzo por lo que sus tipos de fallo serán también distintos. Habrá fallas por ruptura en materiales quebradizos y fallas por desmorono o desplazamientos en materiales dúctiles y maleables. en estos últimos se deberá también tener en cuenta que dependerá del grado de distorsión del material.
En los vehículos de automoción hay ciertas piezas de la maquina que están sometidas tanto a esta como a otras solicitaciones. En las maquinas se suelen utilizar elementos elásticos que permitan una buena resistencia ante la compresión el caso mas importante de compresión mecánica en el vehículo es el que reciben los muelles como por ejemplo los que hacen trabajar a las válvulas por medio de la compresión que realiza el árbol de levas en ellos.
La compresión tiene una rotura parecida a la tracción, en la cual se aplican dos fuerzas en la misma dirección pero con sentidos opuestos.esto obliga a que el material se aplaste, por lo que las fuerzas aumentan hasta que se produce el fallo del material y de ahí la rotura o la aparición de grietas.
3-Flexión
Es el tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal.
El rasgo más destacado es que un objeto sometido a flexión se dobla en el mismo sentido de la fuerza.
El rasgo más destacado es que un objeto sometido a flexión se dobla en el mismo sentido de la fuerza.
En este tipo de solicitación los materiales fallan por pandeo unidireccional pudiendo llegar a una rotura de la estructura, por fatiga del material.
El rasgo más destacado es que un objeto sometido a flexión presenta una superficie de puntos en la que la distancia a lo largo de cualquier curva contenida en ella no varía con respecto al valor antes de la deformación.
A: Una placa es un elemento estructural que puede presentar flexión en dos direcciones perpendiculares y para ello existen dos hipótesis comunes para representar la flexión de placas y láminas:
- Hipótesis de Kirchhoff
-.Hipótesis de Reissner
B: Las vigas son elementos estructurales pensados para trabajar la mayor parte de su vida en flexión. Existen dos hipótesis para representar la flexión de vigas:
- Hipótesis de Bernouilli
- Hipótesis de Timoshenko
4-COMPRESIÓN:
- La compresión es el resultado de la presión que tiene un sólido deformable dentro de s
él, y se caracteriza por la reducción del volumen del cuerpo y un acortamiento de este en determinada dirección. En algunas piezas bastante esbeltas estos esfuerzos de compresión pueden producir abolladuras.
Los ensayos practicados para medir el esfuerzo de compresión son contrarios a los aplicados al de tracción. A continuación os pongo un tipos de esfuerzo de compresión.
-Esfuerzos de compresión en piezas alargadas: en una pieza sometida a compresión uniforme, la tensión el acortamiento unitario y los desplazamientos están relacionados con el esfuerzo total de compresión.
-Materiales cerámicos: Los materiales cerámicos, tienen la propiedad de tener una temperatura de fusión y resistencia muy elevada. Los materiales cerámicos es un material imposible de fundir y de mecanizar por medios tradicionales (fresado, torneado, brochado...), por eso, en las cerámicas realizamos un tratamiento de sinterización. En este proceso se producen poros que pueden ser visibles a simple vista.
5-CORTADURA:
- La cortadura es el esfuerzo interno de las tensiones paralelas a la sección transversal de un prisma mecánico, como puede ser en una viga. Este tipo de solicitación está asociada directamente a la tensión cortante.
Los componentes del esfuerzo cortante puede obtenerse como el resultado de la tensión cortante. Dada la fuerza resultante de las tensiones sobre una sección transversal de una pieza, el esfuerzo cortante de dicha fuerza es paralela a una sección transversal de la pieza.
Generalmente, el esfuerzo de cortadura no se presenta aislado, suele ir acompañado de algún otro esfuerzo. En algún caso se está sometido además de a la tensión de cortadura, a otra tensión de tracción necesaria para mantener unidas dos chapas metálicas.
Las herramientas de corte manual que funcionan por la acción de dos hojas de metal afiladas, reciben un esfuerzo de cizalladura que no puede soportar el material, y por ello se produce el corte. La cortadura tiene algunos tipos de esfuerzo, los cuales son los siguientes:
A: Troquelado: se usa para recortar piezas de una lámina de un material delgado, este corte se hace de golpe, presionando fuertemente sobre el materia a cortar.
B: Extremos de las vigas: Hay dos fuerzas iguales y de sentido contrario, aplicadas a la derecha e izquierda de los puntos de apoyo, que tienen tendencia a cortar la viga.
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