elementos cargados axialmente

Elementos Cargados Axialmente Resistencia de Materiales

ESTRUCTURAS ESTATICAMENTE INDETERMINADAS

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 Tambien llamadas  Tambien llamadas ESTRUCTURA ESTRUCTURAS S HIPERESTÁ HIPERESTÁTICAS Se da cuando la estructura esta en euilibrio !ero las ecuaciones de estatica resulta resultan n insu"cientes !ara determinar todas las #uer$as internas o las reacciones

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Existen %arias #ormas de &i!erestaticidad'  Una estructura es internamente hipertatica si las ecuaciones de la estatica no son su"cientes !ara determinar los es#uer$os internos de la misma  Una estructura es externamente hiperestática si las ecuaciones de la estatica no son su"cientes !ara determinar #uer$as de reacci(n de la estructura al suelo o a otra estructura Una estructura es com!letamente &i!erest)tica si es internamente * externamente &i!erestatica

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El !rocedimiento es el siguiente'  Como *a se ex!lico+ no se !ueden determinar las reacciones RA * RB solo mediante la estatica+ debido a ue solo dis!onemos de una ecuación de equilibrio:

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Se necesita una ecuacion adicional !ara resol%er las dos reacciones desconocidas la cual ex!resar) el &ec&o de ue el cambio de longitud de la barra debe ser com!atible con las condiciones de a!o*o, -ECUACI.N DE C.MPATI/I0IDAD1

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si este es linealmente elastico se !uede utili$ar la ecuaci(n 2 PL3EA !ara obtener las relaciones #uer$a4des!la$amiento, tiene un area de la secci(n trans%ersal A * esta &ec&a de un material con modulo de elasticidad E.

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Combinando las relaciones #uer$a4des!la$amiento con la ecuacion de com!atibilidad

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El !aso siguiente es resol%er simultaneamente la ecuacion de euilibrio * esta ultima'

E6EMP0.

ENERGÍA DE DEFORMACIÓN

La energía de deformación es un concepto fundamental en la mecánica aplicada, y sus  principios se usan ampliamente para determinar la respuesta de máquinas y estructuras sometidas a cargas estáticas y dinámicas. En esta sección introducimos el tema de energía de deformación, considerando solo elementos cargados axialmente sometidos a carga estáticas.

E6EMP0.

 CARGA DE IMPAC! 

0as cargas se !ueden clasi"car como est)ticas o din)micas+ de!endiendo de si !ermanecen constantes o %ar7an con el tiem!o

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0as cargas de im!acto se !roducen cuando dos ob8etos colisionan o cuando un ob8eto en ca7da gol!ea una estructura, 0as cargas 9uctuantes se !roducen !or mauinaria rotatoria+ tr)nsito+ rac&as de %iento+ olas de agua+ sismos * !rocesos de manu#actura,

est)ticas Una carga est)tica se a!lica lentamente !ara ue no cause e#ectos %ibratorios o din)micos en la estructura, 0a carga aumenta gradualmente de cero a su %alor m)ximo * des!u:s !ermanece constante,

Din)mica 

Una carga din)mica !uede ado!tar muc&as #ormas+ algunas cargas se a!lican * se remue%en re!entinamente -cargas de im!acto1+ otras !ersisten durante !eriodos largos * %ar7an continuamente de intensidad -cargas 9uctuantes1

E8em!lo

CONCENTRACION DE ESFUERZOS Alumno: Nuñe !"icoma, #ulio

1.-INTRODUCCION : 

!uando se determinan los esfueros en $arras cargadas axialmente, es usual emplear la formula % & . Esta fórmula se $asa es la suposición de que la distri$ución del esfuero es uniforme en toda la sección.

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Las concentraciones de esfueros tam$i'n aparecen en cargas puntuales.

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(n e)emplo es una carga aplicada a tra*'s de una conexión con pasador, caso en el cual la carga se aplica so$re el área de soporte del pasador.

2.-PRINCIPIO DE SAINT-VENANT 

+ara ilustrar la naturalea de las concentraciones de esfueros, considere los esfueros en una $arra con sección trans*ersal rectangular anc"o b, espesor t sometida a una carga concentrada  P en el extremo.

PRINCIPIO DE SAINT – VENANT:

“EL ESFUERZO PROMEDIO LO PODEMOS CONSIDERAR A  PARTIR DE CIERTA DISTANCIA LEJANA DE LA APLICACIÓN DE  LA CARGA, ESA DISTANCIA TEORICAMENTE DICE QUE PUEDE SER LA MAYOR DIMENSION DEL ELEMENTO, PODEMOS CONSIDERAR UN ESFUERZO PROMEDIO = FUERZA / AREA” .

FACTORES DE CONCENTRACION DE ESFUERZOS 

A&ora consideremos algunos casos !articulares de concentraciones de es#uer$os causadas !or discontinuidades en la #orma de la barra,

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La intensidad de una concentración de esfueros usualmente se expresa por la raón entre el esfuero máximo y el esfuero nominal, y se llama factor ! co"c!"trac#$" ! !%f&!r'o% ()

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+ara una $arra en tensión, el esfuero nominal es el esfuero promedio $asado en el área neta de la sección trans*ersal.

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En la "gura se %e una gr)"ca del #actor de concentraci(n de es#uer$os K !ara una barra con un agu8ero,

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Factor de concentración de esfuerzos K para barras planas con filetes en los rebordes.

"#$C%R&A' E'(%ER)!$DE(!RMACI*+ %+IARIA +! ,I+EA,E' 

+ara fines de análisis y diseño, con frecuencia representamos la cur*a esfuero deformación unitaria real de un material mediante una c&r*a #!a+#'aa !%f&!r'o!for,ac#$" &"#tar#a que se puede expresar como una función matemática. Algunos e)emplos se muestran a continuación'

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El primer diagrama figura.a- consiste en dos partes, una región inicial linealmente elástica seguida de una región no lineal definida por una expresión matemática apropiada

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En el segundo e8em!lo -"gura ,b1+ se utili$a una sola ex!resi(n matem)tica !ara toda la cur%a es#uer$o4de#ormaci(n unitaria,

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En la figura /.c se *e el diagrama esfuerodeformación unitaria empleado para el acero estructural

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En la "gura ,d, se muestra un diagrama es#uer$o4de#ormaci(n unitaria #ormado !or dos l7neas con !endientes di#erentes+ se llama dia-rama bilineal es.uer/o$de.ormación unitaria,