Mecánica de materiales p mecatrónica. M.C. Pablo Ernesto Tapia González

Transcripción

1 Mecánica de materiales p mecatrónica M.C. Pablo Ernesto Tapia González

2 Fundamentos de la materia: La mecánica de los cuerpos deformables es una disciplina básica en muchos campos de la ingeniería. Para el diseño confiable de cualquier estructura o máquina se requiere conocer el comportamiento de los materiales al someterlos a diferentes tipos de cargas Objetivo general: Analizar los diferentes tipos de esfuerzos, deformaciones unitarias y desplazamientos que pueden aparecer en los elementos de una máquina para que el alumno los distinga y calcule.

3 Temario: 1. Esfuerzo simple. 2. Deformación simple. 3. Torsión. 4. Momentos de inercia. 5. Cargas de flexión. 6. Esfuerzos en vigas. 7. Deformación en vigas. 8.Análisis de esfuerzos combinados en un punto.

4 INTRODUCCIÓN: La mecánica de materiales amplía el estudio que se inició en mecánica vectorial, pero existe una diferencia obvia entre ambas. El campo de la mecánica vectorial abarca fundamentalmente las relaciones entre las fuerzas que actúan en un sólido indeformable. En contraste con la mecánica vectorial, la mecánica de materiales estudia y establece las relaciones entre las cargas exteriores aplicadas y sus efectos en el interior de los sólidos, además no supone que los sólidos son indeformables, sino que las deformaciones, por pequeñas que sean, son de gran interés.

5 DE LOS SÓLIDOS RÍGIDOS (ESTÁTICA, DINÁMICA) MECÁNICA DE LOS SOLIDOS DEFORMABLES (RESISTENCIA DE MATERIALES) DE LOS FLUIDOS

6 W F Causas por la que puede fallar la barra?

7 Fuerzas internas: Son fuerzas de reacción en el interior de los cuerpos las cuales actúan para equilibrarlo y evitar que se deforme bajo la acción de cargas externas. Dichas deformaciones se reflejan en esfuerzos dentro del material.

8 CARGAS EXTERNAS QUE SE PUEDEN APLICAR A UN MATERIAL Tensión Compresión CARGAS Corte Torsión Flexión

9 Tipo de carga que soporta cada elemento en la prensa?

10 Las cargas se pueden ordenar de las siguientes maneras: Por su posición o distribución Concentradas Distribuidas Uniformes No Uniformes Por la rapidez de aplicación Estáticas Impacto Fatiga La mayoría de los cuerpos están sometidos a la acción de varios fuerzas combinadas al mismo tiempo.

11 Consideraciones: Los análisis que se han hecho para determinar los esfuerzos en los materiales, debido a diferentes cargas, se limitan por varias consideraciones que se hicieron en la deducción de las fórmulas matemáticas que en este curso serán utilizadas.

12 Consideraciones para cargas axiales: 1. El elemento es rectilíneo. 2. La sección transversal es constante. 3. La carga es axial, estática y central. 4. El elemento es homogéneo y de un solo material.

13 Esfuerzo normal simple: Esfuerzo resultado de la aplicación de cargas perpendiculares a la sección transversal del elemento. El análisis de cargas y deformaciones resultan en una ecuación para el cálculo de esfuerzos normales debidos a cargas axiales de tensión: P A

14 Esfuerzo normal simple: Si la carga aplicada es axial pero de compresión, el análisis de cargas y deformaciones resultan en una ecuación para el cálculo de esfuerzos normales debidos a cargas axiales de compresión: P A

15 Esfuerzo normal simple: Esfuerzo resultado de la aplicación de cargas perpendiculares a la sección transversal de contacto. El análisis de cargas y deformaciones resultan en una ecuación para el cálculo de esfuerzos normales debidos a cargas axiales de tensión: b P A p

16 Diversos casos donde se aplica el esfuerzo de contacto o aplastamiento:

17 Consideraciones para cargas cortantes: 1. El elemento es rectilíneo. 2. La sección transversal es constante. 3. La carga es transversal y estática. 4. El elemento es homogéneo y de un solo material.

18 Esfuerzo cortante simple: Cuando las cargas aplicadas son paralelas a la sección transversal del elemento, el análisis de cargas y deformaciones resultan en una ecuación para el cálculo de esfuerzos cortantes debidos a cargas axiales de corte: V A

19 Casos donde se aplica el esfuerzo cortante doble: V 2A

20 Diversos casos donde se aplica el esfuerzo cortante simple:

21 Unidades de esfuerzo: 1. Sistema inglés Lb/in 2 = psi 2. Sistema métrico Kg/cm 2 3. Sistema internacional N/m 2 = Pa (N/mm 2 = MPa)