Esfuerzos de Torsión y Flexión: Conceptos Clave y Aplicaciones en Ingeniería Estructural
español con un tamaño de 3,43 KBTorsión en Materiales
La Torsión es un tipo de esfuerzo cortante de desplazamiento que intenta torcer un material hasta que se produzca la falla.
El ensayo de torsión resulta útil para probar la resistencia de ejes, cigüeñales y vigas estructurales en edificios.
[foto1]
Deformaciones Angulares
No existen deformaciones lineales longitudinales ni radiales; solo se presentan deformaciones angulares.
[foto2]
Fórmulas Fundamentales de Torsión
La relación entre el esfuerzo cortante (T) y la deformación angular (Y) se define como:
T = GY
- Y = Deformación angular
- G = Módulo de rigidez del material
Por lo que el esfuerzo cortante máximo será igual a:
Tmax = (T * R) / J
- T = Momento torsor
- R = Radio máximo
- J = Momento polar de inercia
Así también, el ángulo final de torsión (θ) será:
θ / L = T / (G * J)
- L = Longitud del segmento
[foto3 y foto4]
Objetivos del Ensayo de Torsión
Los principales objetivos de este ensayo son:
- Determinar el ángulo de torsión de los materiales.
- Determinar los esfuerzos tangenciales.
- Evaluar la resistencia a la torsión.
- Establecer el límite de fluencia.
- Calcular el módulo de rigidez (G).
Configuración de la Barra y Efectos
La barra está sujeta rígidamente a un extremo y sometida en el otro a un par torsor.
Los efectos de la aplicación de una carga de torsión a una barra son:
- Producir un desplazamiento angular de la sección de un extremo con respecto al otro.
- Originar esfuerzos cortantes en cualquier sección de la barra.
Analogías entre Tensión y Torsión
En la práctica, la resistencia a la torsión es del 60% al 80% de la resistencia a la tracción.
Flexión en Elementos Estructurales
La Flexión consiste en someter la probeta del material, apoyada libremente en sus extremos, a una fuerza aplicada en el centro o cargas aplicadas a una determinada distancia de los apoyos.
Clasificación de Vigas
Los miembros ligeros que soportan cargas aplicadas de forma perpendicular o paralela a sus ejes longitudinales se llaman vigas.
A menudo, las vigas se pueden clasificar según el modo en que estén soportadas:
|________| ###|_________| |_______________| ο Δ Δ ο Viga simplemente apoyada Viga en voladizo Viga con voladizo
Esfuerzo Normal Debido a Momento Flector
Esfuerzo normal debido a momento flector: Cuando un miembro prismático recto se somete a flexión, las líneas longitudinales se curvan y las líneas transversales perpendiculares permanecen rectas, pero sufren una rotación.
|__|__|__|__|__| M↑(flecha en curva) /____/___|____\ ___\ ↑M(Flecha en curva)
(sonrisa)
El Eje Neutro
Llamaremos eje neutro a aquel contenido en el plano de la sección transversal, respecto al cual gira la sección. El eje neutro es paralelo al vector momento flector aplicado.