- En este tema vamos a tratar las solicitaciones técnicas mecánicas, con los 5 esfuerzos mas importantes que conlleva, su significado, su fallo y como identificarlos ademas de alguna característica de cada esfuerzo.
SOLICITACIONES MECÁNICAS.
- La acción de las fuerzas sobre un cuerpo provoca una serie de efectos en su estructura interna, que son representados con tensiones o deformaciones en su estructura externa, es decir, las solicitaciones mecánicas son las distintas formas de comportarse de un material al ser sometido a fuerzas externas.
-El esfuerzo es la tensión interna de los cuerpos al estar sometido a una o varias fuerzas.
- Dependiendo de la dirección y el sentido en que actúan las fuerzas que las originan, los esfuerzos se clasifican en:
- TRACCIÓN.
- COMPRESIÓN.
- FLEXIÓN.
- TORSIÓN.
- CIZALLA.
TRACCIÓN.
- Se denomina tracción al comportamiento de la estructura interna de un cuerpo al estar sometido a dos fuerzas que se aplican en sentido opuesto, y tiende a estirar su constitución externa.
- DEFORMACIONES DE LOS CUERPOS:
La deformación que sufre un cuerpo en la tracción son de estiramientos dependiendo de la dirección en las que estén aplicadas las fuerzas. Es decir el estiramiento puede ser tanto por los extremos del cuerpo como por el centro del mismo.
Hay dos tipos de cuerpos: son el cuerpo solido y el cuerpo elástico, el cuerpo solido es cuanto una vez deformado el cuerpo este no recupera su posición original y el cuerpo elástico es el cuerpo capaz de recuperar su forma original después de haber sido sometido a la deformación.
- ENSAYO DE TRACCIÓN.
- El ensayo es para identificar fallos en los diferentes materiales al estar sometidos a dos fuerzas externas en sentido opuesto y para saber el grado de resistencia a la tracción que tiene el material utilizado. Para ello necesitamos una probeta del material que queramos probar que sera sometido a las fuerzas externas opuestas progresivamente , es decir, se le ira estirando poco a poco la probeta hasta que rompe, sabiendo así su grado de resistencia.
- En este vídeo vemos el ensayo de tracción.
- ROTURAS POR TRACCIÓN.
- Las roturas mas importantes por tracción son:
- Fractura Frágil: Es cuando el material no tiene ninguna capacidad de elasticidad y al intentar estirarse se rompe. La rotura es recta y limpia.
- Fractura dúctil: el material tiene capacidad de deformación pero cuando alcanza un punto se rompe, es decir, se esta estira algo antes de romperse.
- Fractura total: el material se rompe debido al alcanzar su punto máximo de estiramiento.
- Los materiales mas utilizados para estos esfuerzo son el acero, el hormigón, la madera y las rocas.
COMPRESIÓN
- La compresión son las fuerzas externa en direcciones opuestas aplicadas sobre un cuerpo en de forma que comprime el cuerpo haciendo reducir su volumen y aumentar su anchura.De tal forma que las deformaciones son muy parecidas a la tracción.
- ENSAYO DE COMPRESIÓN.
- En el básicamente se mide la máxima carga de compresión que soporta el material sin aparecer pandeo o rotura. para estos ensayos se utiliza materiales duros, sumiduros y blandos. En el ponemos la pieza sobre una prensa y en ella se le empieza aplicar las fuerzas en sentido opuesto para comprimir lo hasta el punto en el que no soporte las cargas de presión y se rompa.
- Hay les dejo el vídeo de un ensayo de compresión.
- ROTURAS POR COMPRESIÓN.
- Las roturas por compresión están muy unidas a las roturas por tracción, en este caso las roturas vienen dadas por las diferentes cargas que se le puede aplicar al cuerpo ya podemos encontrar grietas esto en cuando se le empieza a aplicar la carga de presión, otra el rotura del material pero se debe romper por los cuatro costados en caso de ser cuadrado por igual por la reparto de la carga en caso de no ser así seria un material defectuoso. Las roturas por compresión vienen precedidas por grandes grietas que aparecen dependiendo de la dirección en la que esta aplicadas las fuerzas, por tanto nunca serán cortes totalmente limpios.
- Los materiales mas característicos son los materiales cerámicos, hormigón y el acero.
TORSIÓN
- El esfuerzo de torsión es cuando a un cuerpo se aplican dos fuerzas paralelas pero en dirección totalmente opuesta sobre su eje longitudinalmente, de tal forma que sufre por retorcimiento de su estructura.
- Hay diferentes tipos de torsión sobre un cuerpo:
- Torsión uniforme: es cuando la fuerza de retorcer el material el la misma en toda la superficie de la pieza de tal forma se su deformación sera la misma en toda la pieza.
- Torsión no uniforme: es cuando al material se le aplica las fuerzas con diferente fuerza, dirección o forma en su superficie entonces quedara la pieza deformada de diferente manera por sus diferentes partes.
- ENSAYO DE TORSIÓN.
- En este ensayo se utiliza una probeta de acero ya que suele ser el material mas utilizado para soportar estos esfuerzos y mediante una maquina se empieza a aplicar las fuerzas de giro progresivamente por los extremos de la probeta de tal forma que la pieza se va retorciendo de manera similar por su superficie hasta alcanzar su punto máximo de giro y romper.
- Hay vemos el proceso del ensayo.
- ROTURAS POR TORSIÓN.
- La rotura por torsión es fácil reconocerla, ya que se suele romper en dos trozos y en ambos trozos se queda una forma diferente pero que encaja uno en el otro , de tal forma que en uno es como una punta con rosca debido al giro y en el otro es como una agujero.
- Los materiales mas utilizados para soportas estos esfuerzos son el acero en concreto los tornillos.
FLEXIÓN
- La flexión es la deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El esfuerzo que provoca la flexión se conoce como momento flector.
-MOMENTO FLECTOR: Es la suma de los momentos producidos por todas las fuerzas externas aun mismo lado de sección respecto a un mismo punto de dicha sección. 
- DEFORMACIÓN POR FLEXIÓN.
La deformación viene dada al intentar doblar o aplicar una sola fuerza en una única dirección por tanto se suele deformar por donde se aplica la fuerza. -- ENSAYO DE FLEXIÓN.
Es para comprobar la capacidad de flexión de diferentes materiales. Para ello tenemos una probeta a la que aplicamos una fuerza en el centro de la misma progresivamente hasta que por exceso de flexión la pirza rompe.- Hay os dejo un vídeo con el proceso de ensayo de flexión.
Ensayo de flexión
-ROTURAS POR FLEXIÓN.
La rotura por flexión se ve fácilmente ya que sera un corte recto en la zona donde se aplica la fuerza. Por tanto dependiendo de la velocidad a la que aplicas la fuerza el corte tendrá unas mordeduras en el corte sin ser totalmente recto.
- La mayoría de materiales que tienen que soportar bastante flexión es en la construcción como puede ser losa o en vigas de hormigón.
- CIZALLA O ESFUERZO CORTANTE.
Es una estructura que tiende a deslizarse sobre la otra aplicando una fuerza de corte, esto se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a una superficie, haciendo que una desliza sobre la otra. Normalmente este esfuerzo suele ir acompañado de otro esfuerzo.
- DEFORMACIONES POR CIZALLA O ESFUERZO CORTANTE.
Las deformaciones en cizalla son permanentes ,da igual el material en el que se produzca la deformación, ya que son cortes. Solo se puede recuperar su posición original pegándolas o soldando las.
- ENSAYO DE CIZALLA O ESFUERZO CORTANTE.
Esta prueba se lleva a cabo para ver cuanto puede soportar un material antes de que el corte lo rompa. Los materiales mas utilizados son el plástico,madera y acero. En este ensayo se coge un material y le colocamos bien sujeto, para acto seguido se le aplica dos fuerzas perpendiculares progresivamente deslizando sobre la sujeta hasta que se produce el corte.- Hay os dejo un vídeo que muestra el ensayo de cizalla
Cizalla
- ROTURAS POR CIZALLA O ESFUERZO CORTANTE.
Las roturas por cizalla son por cortes que pueden ser limpios o pueden quedar alguna viruta dependiendo de como se hace el corte , velocidad ,dirección , etc..
-En conclusión espero que haya quedado claro las solicitaciones mecánicas y esfuerzo a que soportan muchos materiales sin que nos demos cuenta hasta que se rompe.
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