Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

RESISTENCIA DE LOS MATERIALES

Exposición de fisica
by

ANGEL RODRIGUEZ

on 23 April 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of RESISTENCIA DE LOS MATERIALES

RESISTENCIA DE MATERIALES
La resistencia de materiales tiene por
objeto determinar mediante el cálculo,
las dimensiones de los órganos de una
máquina, o de los elementos de una
construcción para que puedan soportar
los esfuerzos a que están sometidos en
las mejores condiciones de seguridad,
economía y estética
Problemas que resuelve
Determinar las dimensiones de un órgano conociendo
la naturaleza del material y los esfuerzos aplicados, de
tal manera que ninguna región sufra deformaciones y
tensiones internas exageradas y peligrosas.

Se conoce las dimensiones y se calculan las deformaciones y el
reparto de las tensiones internas.
BREVE HISTORIA
Al final del siglo XVI, Galileo resolvió ciertos problemas
de igual resistencia y efectuó los primeros ensayos
conocidos de tracción y flexión.
En 1678 enunció Hooke la ley de la proporcionalidad
de deformaciones y fuerzas.En la misma época
Mariotte y Jacques Bernoulli estudiarón la flexión plana.
En 1973,Coulomb proporciono una teoría
correcta de la flexión simple, mediante la
aplicación de las ecuaciones de equilibrio
a una región aislada de la viga.
PROPIEDADES MECANICAS
DE LOS MATERIALES
Cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo,
se presentan fuerzas resistentes en las fibras
del cuerpo que se llaman fuerzas internas.
Las fuerzas internas son la resistencia
interior de un cuerpo a una fuerza externa.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
La resistencia de un material es la propiedad que tienen para resistir la acción de las fuerzas. Los tres esfuerzos básicos son los de compresión, tensión y cortante
RESISTENCIA
Es una presión que tiende a causar una reducción de volumen. Cuando se somete un material a una fuerza de flexión, cizalladura o torsión, actúan simultáneamente fuerzas de tensión y de compresión. Por ejemplo, cuando se flexiona una varilla, uno de sus lados se estira y el otro se comprime.
Se denomina la tensión, que actúa paralelamente al área. El esfuerzo de cizallamiento da origen a una deformación por fractura. La deformación por cizallamiento se expresa por el ángulo de deformación F . El ángulo de deformación se forma por la superficie original del área y la superficie deformada por la tensión ejercida paralelamente al área.
RIGIDEZ
La propiedad que tiene un material para resistir deformaciones se llama rigidez. Si, por ejemplo, dos bloques de igual tamaño, uno de acero y otro de madera están sujetos a cargas de compresión, el bloque de madera se acortara más que el de acero
ELASTICIDAD
Es la habilidad de un material para recuperar sus dimensiones originales al retirar el esfuerzo aplicado.
PLASTICIDAD
Es la capacidad de un material para deformarse bajo la acción de un esfuerzo y retener dicha acción deformación al retirarlo.
DUCTILIDAD
Es la habilidad de un material para deformarse antes de fracturarse. Es una característica muy importante en el diseño estructural, ya que un material dúctil es usualmente muy resistente a cargas de impacto.
FRAGILIDAD
Es lo opuesto de ductilidad. Cuando un material es frágil no tiene resistencia a cargas de impacto y se fractura aún en carga estática sin previo aviso.
PUNTO DE CEDENCIA
Es el punto en donde la deformación del material se produce sin incremento sensible en el esfuerzo.
RESISTENCIA ÚLTIMA
Es el esfuerzo máximo basado en la sección transversal original, que puede resistir un material.
RESISTENCIA DE RUPTURA
Es el esfuerzo basado en la sección original, que produce la fractura del material. Su importancia en el diseño estructural es relativa ya que al pasar el esfuerzo último se produce un fenómeno de inestabilidad.
TIPOS DE ESFUERZO FISICO
Cuando una fuerza actúa sobre un objeto, tiende a deformarlo. La deformación producida dependerá de la dirección, sentido y punto de aplicación donde esté colocada dicha fuerza. Estos son distintos tipos de esfuerzos fisicos:
1
2
3
4
5
6
La fuerza tiende a alargar el objeto y actúa de manera perpendicular a la superficie que lo sujeta.
TRACCIÓN
COMPRESIÓN
FLEXIÓN
La fuerza es paralela a la superficie de fijación. Tiende a curvar el objeto.
TORSIÓN
La fuerza retuerce al objeto. Las fuerzas son paralelas a la superficie de fijacíón.
CORTANTE
PANDEO
Similar a la compresión, pero se da en objetos con poca sección y mucha longitud.
LEY DE HOOKE
Si el sólido se deforma mas allá de un cierto punto, el cuerpo no volverá a su tamaño o forma original, entonces se dice que ha adquirido una deformación permanente.
TEORIA DE LOS SOLIDOS DEFORMABLE
HIPÓTESIS CINEMÁTICA
ECUACIÓN CONSTITUTIVA
ECUACIÓN DE EQUIVALENCIA
ECUACIÓN DE EQUILIBRIO
Establece como serán las deformaciones o el campo de desplazamientos para un determinado tipo de elementos bajo cierto tipo de solicitudes. Para piezas prismáticas las hipótesis más comunes son la hipótesis de Bernouilli-Navier para la flexión y la hipótesis de Saint-Venant para la torsión.
Que establece una relación entre las deformaciones o desplazamientos deducibles de la hipótesis cinemática y las tensiones asociadas. Estas ecuaciones son casos particulares de las ecuaciones de Lamé-Hooke.
Son ecuaciones en forma de integral que relacionan las tensiones con los esfuerzos internos.
Que relacionan los esfuerzos internos con las fuerzas exteriores.
EXPERIMENTO
¿Cuanto resiste un huevo sin romperse?
Un huevo puede soportar decenas de veces su peso, pero sólo en una dirección determinada. Si le cambias la dirección en que le aplicas la fuerza, se romperá como si fuera de “cristál”.
Si por algún motivo hiciéramos el mismo experimento, pero con los huevos en posición horizontal, si cáscara estaría sometida a esfuerzos de flexión, los que romperían rápidamente el huevo.
PASOS PARA RESOLVER PROBLEMAS
1
2
3
Cálculo de esfuerzos
Se plantean las ecuaciones de equilibrio y ecuaciones de compatibilidad que sean necesarias para encontrar los esfuerzos internos en función de las fuerzas aplicadas.
Análisis resistente
Se calculan las tensiones a partir de los esfuerzos internos. La relación entre tensiones y deformaciones depende del tipo de solicitación y de la hipótesis cinemática asociada: flexión de Bernouilli, flexión de Timoshenko, flexión esviada, tracción, pandeo, torsión de Coulomb, teoría de Collignon para tensiones cortantes, etc.
Análisis de rigidez
Se calculan los desplazamientos máximos a partir de las fuerzas aplicadas o los esfuerzos internos. Para ello puede recurrirse directamente a la forma de la hipótesis cinemática o bien a la ecuación de la curva elástica, las fórmulas vectoriales de Navier-Bresse o los teoremas de Castigliano.
Resistencia en una lata cilindrica
Una lata en forma cilíndrica sin ninguna deformidad en su cuerpo puede resistir un peso muy alto ya que su forma distribuye la fuerza aplicada sobre esta en un espacio determinado y equilibradamente, por otro lado si la lata pierde el equilibrio de su forma el peso o fuerza se cargaría sobre uno de sus lados y perdería su alta resistencia.
Resistencia de un tallarin a la fractura
Se ubica un tallarín al borde de una mesa con una cuerda y una masa no muy pesada y se empieza a desplazar el tallarín saliendo del borde de la mesa.
Llegará un punto en el que el material romperá, el punto de ruptura se caracterizara por el largo que cae al suelo
Materiales compuestos
Los materiales compuestos son materiales de ingeniería, nacen de la necesidad de obtener materiales que combinen las propiedades de los cerámicos, los plásticos y los metales. Por ejemplo en la industria del transporte son necesarios materiales ligeros, rígidos, resistentes al impacto y que resistan bien la corrosión y el desgaste, propiedades éstas que rara vez se dan juntas.
Materiales Compuestos reforzados con fibras
El material esta compuesto por una fibra y una matriz. En términos de fuerza, las fibras (responsables de las propiedades mecánicas) sirven para resistir la tracción, la matriz (responsable de las propiedades físicas y químicas) para resistir las deformaciones, y todos los materiales presentes sirven para resistir la compresión, incluyendo cualquier agregado.Los golpes o los esfuerzos cíclicos pueden causar que las fibras se separen de la matriz, lo que se llama delaminación.
Materiales compuestos estructurales.
Los paneles sandwich consisten en dos láminas exteriores de elevada dureza y resistencia,, (normalmente plásticos reforzados, aluminio o incluso titanio), separadas por un material menos denso y menos resistente, (polímeros espumosos, cauchos sintéticos, madera balsa o cementos inorgánicos). Estos materiales se utilizan con frecuencia en construcción, en la industria aeronáutica y en la fabricación de condensadores eléctricos multicapas.
Materiales compuestos por particulas
Compuestos endurecidos por dispersión El tamaño de la partícula es muy pequeño (diámetro entre 100 i 2500 μ). A temperaturas normales, estos compuestos no resultan más resistentes que las aleaciones, pero su resistencia disminuye inversamente con el aumento de la tempertura. Su resistencia a la termofluencia es superior a la de los metales y aleaciones.
NANOMATERIALES
Son materiales a nanoescala con dimensiones
estructurales de 1-100 nanometros
Se Clasifican en:
Basado en Carbono
Son los que estan conformados por un gran
porcentaje de carbono y suele adoptar formas
huecas, elipsoides o tubos
Basados en metal
Son aquellos que incluyen puntos cuanticos
nanoparticulas de oro y plata u oxidos metalicos como el dioxido de titanio
Dedimentos
Son polimeros construidos a traves de
unidades ramificadas
Compuestos
Tiene la capacidad de combinar nanoparticulas
con otras similares o con materiales de mayor
tamaño
Full transcript