Esfuerzos y Cargas (2).pptx

ESFUERZOS Y CARGAS
METALURGIA 1
UNAIVERSIDAD DE LOS ANDES
QUE ES TORSION, COMPRESION, TRACCION, CISALLA O CORTE

1. Solicitaciones/ Esfuerzos y Cargas Universidad de Los Andes Módulo: Metalurgia 1 Docente: Ing. Eduardo Garrón

2. Solicitaciones o Esfuerzos.- Una solicitación regularmente es una fuerza externa que actúa sobre una estructura, y dependiendo de donde y como sea la fuerza externa que se produzca sobre la estructura habrá diferentes tipos; de tracción, torsión, compresión, cortadura, flexión. Al construir una estructura se necesita tanto un diseño adecuado como unos elementos que sean capaces de soportar las fuerzas, cargas y acciones a las que va a estar sometida. Los tipos de esfuerzos que deben soportar los diferentes elementos de las estructuras son:

3. Tracción.- En el cálculo de estructuras e  ingeniería  se denomina tracción al  esfuerzo interno  a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo. Un cuerpo sometido a un esfuerzo de tracción sufre deformaciones positivas (estiramientos) en ciertas direcciones por efecto de la tracción. Sin embargo el estiramiento en ciertas direcciones generalmente va acompañado de acortamientos en las direcciones transversales. Cuando se trata de cuerpos sólidos, las deformaciones pueden ser permanentes: en este caso, el cuerpo ha superado su punto de fluencia y se comporta de forma plástica, de modo que tras cesar el esfuerzo de tracción se mantiene el alargamiento; si las deformaciones no son permanentes se dice que el cuerpo es elástico, de manera que, cuando desaparece el esfuerzo de tracción, aquél recupera su longitud primitiva.

4. Compresión.- Las fuerzas que pueden hacer que una barra se aplaste o comprima se llaman fuerzas de compresión. Hace que se aproximen las distintas partículas de un material, tendiendo a producir acortamientos o aplastamientos. Cuando colocamos una estatua sobre su pedestal, sometemos a ese pedestal a un esfuerzo de compresión, con lo que tiende a disminuir su altura.

5. Flexión.- Las fuerzas que actúan sobre una barra y tienden a hacer que se doble, se denominan fuerzas de flexión. Es una combinación de compresión y tracción. Mientras que las fibras superiores de la pieza sometida a flexión se acortan, las inferiores se alargan. Al saltar en la tabla del trampolín de una piscina, la tabla se flexiona. También se flexiona un panel de una estantería cuando se carga de libros.

6. Torsión.- Las fuerzas de torsión son las que hacen que una pieza tienda a retorcerse sobre su eje central. Están sometidos a esfuerzos de torsión los ejes que giran, las manivelas, los cigüeñales, etc..

7. Cortadura.- Las fuerzas de cizalla o cortadura actúan de forma que una parte de la estructura tiende a deslizarse sobre la otra. Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a una pieza, haciendo que las partículas del material tiendan a resbalar o desplazarse las unas sobre las otras. Al cortar con unas tijeras una lámina de cartón estamos provocando que unas partículas tiendan a deslizarse sobre otras. Los puntos sobres los que apoyan las vigas estan sometidos a cizalladura.

8. Cargas mecánicas.- Las cargas mecánicas existen cuando las fuerzas externas tienen un impacto sobre un objeto. Estas fuerzas se pueden generar por tensión, presión, cizallamiento, flexión, torsión, etc. La carga mecánica se puede realizar de forma puntual, distribuida (línea, área, volumen), combinada (tensión o compresión), estática (constante), dinámica (pulsante/impulsiva), etc.

9. Fatigas.- En los elementos de máquinas o estructuras, debe tenerse en cuenta que las solicitaciones predominantes a que generalmente están sometidos no resultan estáticas ni cuasi estáticas, muy por el contrario en la mayoría de los casos se encuentran afectados a cambios de tensiones que se repiten sistemáticamente (en función sinusoidal del tiempo) y que producen la rotura del material para valores de las mismas considerablemente menores que las calculadas para cargas estáticas. Este tipo de rotura que necesariamente se produce en el tiempo, se denomina fatiga

10. Impacto.- A diferencia de los esfuerzos cuasiestáticos en los que las cargas se aplican progresivamente y en forma lenta, las solicitaciones de impacto, o también llamadas de choque, son de aplicación prácticamente instantánea. • Esta forma de aplicación puede hacer variar considerablemente los valores de la capacidad de resistencia y deformabilidad de los materiales, pudiendo originar fallas que se producen generalmente al no aceptar deformaciones plásticas o por fragilidad, aún en aquellos metales considerados como dúctiles.

11. Vibración.-  Se pueden considerar como vibraciones a las variaciones periódicas temporales de diferentes magnitudes de movimiento. Específicamente, una vibración mecánica es el movimiento de una película o de un cuerpo que oscila alrededor de una posición de equilibrio. • Al intervalo de tiempo necesario para que el sistema efectúe un ciclo completo de movimiento se le llama período de la vibración. El número de ciclos por unidad de tiempo define la frecuencia del movimiento y el desplazamiento máximo del sistema desde su posición de equilibrio se llama amplitud de la vibración.

12. DESGASTES MECÁNICOS

13. Desgaste Abrasivo.- El desgaste por abrasión, que es el más común en la industria, se define como la acción de corte de un material duro y agudo a través de la superficie de un material más suave. Tiende a formar ralladuras profundas cuando las partículas duras penetran en la superficie, ocasionando deformación plástica y/o arrancando virutas. Factores que influyen en el desgaste abrasivo de las máquinas agrícolas: Dentro de los factores que influyen positivamente en el desgaste abrasivo de las máquinas agrícolas en, se tiene: 1.- Condiciones climáticas: 2.-Contacto con las plantas y frutos: 3.-Contacto con el suelo:

14. Desgaste Adhesivo.- El desgaste adhesivo, también llamado desgaste por fricción ó deslizante, es una forma de deterioro que se presenta entre dos superficies en contacto deslizante. Este desgaste es el segundo más común en la industria y ocurre cuando dos superficies sólidas se deslizan una sobre la otra bajo presión. El aspecto de la superficie desgastada será de ralladuras irregulares y superficiales.

15. Desgaste Adhesivo.-

16. Desgaste Corrosivo.- El desgaste corrosivo ocurre en una combinación de desgaste (abrasiva o adhesiva) y de un ambiente corrosivo. El índice de la pérdida material puede ser muy alto debido a que los productos sueltos o flojos de la corrosión se desprenden fácilmente por el desgaste y se revela continuamente el metal fresco y que alternadamente puede volverse a corroer rápidamente. Los equipos industriales como tanques, ductos, codos, bombas, tolvas, centrífugas, colectores de polvo, cajas de ventiladores, tornillos extrusores y, en general, cualquier equipo o superficie pueden sufrir corrosión si se dan las condiciones de humedad, oxigeno, etc.

17. Desgaste Corrosivo.-

18. Desgaste por Erosión.- Es producido por una corriente de partículas abrasivas, muy común en turbinas de gas, tubos de escape y de motores. La erosión tiene generalmente el aspecto de pequeños hoyos lisos. El ataque puede también exhibir un patrón direccional relacionado con la trayectoria tomada por el corroyente, al igual que por movimientos sobre la superficie del metal. La erosión prospera en condiciones de alta velocidad, turbulencia, choque, etc. Desgaste de Impacto: son las deformaciones producidas por golpes y que producen una erosión en el material. Este tipo de desgaste se puede presentar en muchas partes como en las llantas de los carros, amortiguadores, cajas de dompes, bandas transportadoras, etc.

19. Desgaste por Erosión.-

20. Desgaste por Impacto.- Desgaste de Impacto: son las deformaciones producidas por golpes y que producen una erosión en el material. Este tipo de desgaste se puede presentar en muchas partes como en las llantas de los carros, amortiguadores, cajas de dompes, bandas transportadoras, etc.

21. Realizar 10 ejemplos de cada esfuerzo unos de los esfuerzos relacionados al área automotriz. (Sistemas, piezas, autopartes, etc.) Práctica 1.- 10 ejemplos de: ESFUERZO DE FLEXIÓN ESFUERZO DE CORTE ESFUERZO DE TRACCIÓN ESFUERZO DE COMPRESIÓN ESFUERZO DE TORSIÓN OTRO ESFUERZO… La práctica puede realizarlo en cualquier formato y enviar a plataforma.

22. Muchas gracias por su atención