Esfuerzo Normal Directo Y Cortante Simple 1r645g

ESFUERZO Mtro. José Gilberto Montaño

Esfuerzo • La ciencia de materiales depende del estudio de

esfuerzo-deformación.

Esfuerzo • En un problema de estructuras en las ciencia de

materiales siempre tendremos: • Cargas • Geometrías • Esfuerzos

Esfuerzo • Esfuerzo se define como: • La resistencia interna ofrecida por una unidad de material a una carga externamente aplicada.

Esfuerzo • Siempre nos interesa los eventos internos del material

por este motivo se le conoce al esfuerzo como esfuerzo interno.

Esfuerzo • Matemáticamente definimos al esfuerzo como:

• Sistema ingles: lb/in2 = psi • Sistema métrico:

N/m2 = Pa

Elementos sometidos a esfuerzos • Cuando sometemos a un elemento a un esfuerzo este

puede fallar por: • Tracción • Compresión • Corte • Flexión • Torsión

Elementos sometidos a esfuerzos • Nos interesa saber el comportamiento interno del

elemento sometido a esfuerzo.

Elementos sometidos a esfuerzo • Podemos determinar el comportamiento de un elemento

mediante el estudio de los esfuerzos en la sección transversal del material.

Tipos de esfuerzo • Esfuerzo normal directo • Esfuerzo por flexión • Esfuerzo térmico • Esfuerzo cortante

Esfuerzo normal directo • Tipo fundamental de esfuerzo, es debido a cargas de:

TRACCION

COMPRESION

Esfuerzo normal directo • El esfuerzo normal directo se puede representar con la

letra sigma

Esfuerzo normal directo • Para que exista este tipo de esfuerzo es necesario que

las tensiones sean perpendiculares transversal (normales a la sección)

a

la

sección

Esfuerzo normal directo

Esfuerzo normal directo • Calcular el esfuerzo normal directo en el pilar que soporta

una carga de 3000 lb.

Esfuerzo normal directo

• Este esfuerzo es por compresión cada sección transversal del pilar

soportara de igual forma el esfuerzo

Esfuerzo normal directo • Una varilla circular es sometida a una fuerza de 4N.

¿Cuál es el esfuerzo que soporta si su diámetro es de 20mm?.

Esfuerzo normal directo • Una pieza fundida de 250kg de masa es sujetada por dos

varillas de 15mm de diámetro. ¿Cuál es el esfuerzo que soporta una solo varilla?.

Esfuerzo normal directo • Para que la definición de esfuerzo sea valida es

necesario: • El elemento debe ser recto • El elemento debe tener una sección transversal uniforme. • El material debe ser homogéneo • La carga debe aplicarse a lo largo del eje centroidal. • Los elementos a compresión deben tener una longitud reducida

con respecto a su anchura.

Esfuerzo normal directo • Elementos en esfuerzo normal directo:

• Si se considera que la aplicación de la carga es unitaria existen los

elementos de esfuerzo. • Dado que el calculo es sobre elementos en equilibrio podemos considerar que la fuerzas en las caras superiores e inferiores son iguales.

Esfuerzo cortante directo • Resultante de las tensiones paralelas a la sección

transversal de un cuerpo.

Esfuerzo cortante directo • Cuando se utilizan tijeras para cortar papel se desliza una

cuchilla sobre la otra generando tensiones paralelas sobre una sección transversal del papel.

Esfuerzo cortante directo • El esfuerzo cortante directo se define como:

Esfuerzo cortante directo • Ejemplo de esfuerzo cortante F=1250 lb

Esfuerzo cortante directo • Ejemplo 2: considere una hoja de cartón siendo cortada

por unas tijeras sometidas a 2N de fuerza. Se corta sobre una línea recta de 24cm, el cartón tiene un espesor de 0.2cm

Tipos de esfuerzo cortante • Cortante simple: cuando una sola sección transversal

soporta las tensiones de corte. • Ejemplo F=3550 N, D=10mm

Tipos de esfuerzo cortante • Esfuerzo simple

Tipos de esfuerzo cortante • Cortante doble: cuando una sola sección transversal

soporta las tensiones de corte. • Ejemplo F=3550 N, D=10mm

Tipos de esfuerzo cortante • Ejemplos de esfuerzo cortante en mecanismos: • Cuña de sujeción de poleas y engranes.

Tipos de esfuerzo cortante • La

flecha transmite un torque de 1500lb*in, las dimensiones de la cuña son L=0.75 in, h=b=0.25 in, el diámetro de la flecha es 1.25in.

Tipos de esfuerzo cortante • Una hélice de bote montada con un perno de transmision

cilíndrico insertado a través del cubo y el eje. El par de torsión que se ejerce es 1575lb-in, el diámetro del eje es de 3in y el del perno es de 0.5in. Determine el esfuerzo al que somete el perno.