SOLICITACIONES MECÁNICAS

En estas nueva entrada os voy a hablar sobre las solicitaciones mecánicas que soportan los materiales.

La acción de las fuerzas sobre los cuerpos y su estructura provoca una serie de efectos internos. Estos efectos se manifiestan como tensiones externas.

 Esfuerzo es la tensión interna que experimentan todos los cuerpos sometidos a la acción de una o varias fuerzas.

Atendiendo a la dirección y sentido en que actúan las fuerzas que los originan, los esfuerzos se clasifican en:  

• Tracción
• Compresión
•  Flexión
• Torsión 
•  Cizalla

TRACCIÓN

 Al aplicar dos fuerzas perpendiculares a la superficie, en la misma dirección y sentido contrario hacia fuera, el cuerpo tiende a estirarse.

Se considera que las tensiones que tiene cualquier sección perpendicular a dichas fuerzas son normales a esa sección, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que intentan alargar el cuerpo.Son muchos los materiales que se ven sometidos a tracción en los diversos procesos mecánicos. Especial interés tienen los que se utilizan en obras de arquitectura o de ingeniería, tales como las rocas, la madera, el hormigón, el acero, varios metales, etc. Cada material posee cualidades propias que definen su comportamiento ante la tracción. Algunas de ellas son:

• elasticidad (módulo de elasticidad)
• plasticidad
• ductilidad
• fragilidad

EJEMPLO: Son muchos los materiales que se ven sometidos a tracción en los diversos procesos mecánicos. Especial interés tienen los que se utilizan en obras de arquitectura o de ingeniería, tales como las rocas, la madera, el hormigón, el acero, varios metales, etc.

COMPRESIÓN 

 Al aplicar dos fuerzas perpendiculares a la superficie, en la misma dirección y sentido contrario hacia adentro, el cuerpo tiende a comprimirse.

Los ensayos practicados para medir el esfuerzo de compresión son contrarios a los aplicados al de tracción, con respecto al sentido de la fuerza aplicada. Tiene varias limitaciones:

• Dificultad de aplicar una carga concéntrica o axial, sin que aparezca pandeo.
• Una probeta de sección circular es preferible a otras formas.

El ensayo se realiza en materiales:

• Duros.
• Semiduros.
• Blandos.

EJEMPLO: Cuando colocamos una estatua sobre su pedestal, sometemos a ese pedestal a un esfuerzo de compresión, con lo que tiende a disminuir su altura.

FLEXIÓN

Al aplicar dos fuerzas perpendiculares a la longitud, en la misma dirección y sentido, el cuerpo tiende a doblarse. Es una combinación de compresión y tracción. Mientras que las fibras superiores de la pieza sometida a flexión se acortan, las inferiores se alargan. 

EJEMPLO: 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.

TORSIÓN

Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo.Es un esfuerzo producido por retorcer o girar un material sobre sí mismo, ejerciéndose en sus dos pares de giro en sentido contrario.

EJEMPLO:Están sometidos a esfuerzos de torsión los ejes que giran, las manivelas, los cigüeñales, etc..

CIZALLA

Al aplicar dos fuerzas perpendiculares a la longitud , en la misma dirección y sentido contrario, el cuerpo tiende a cortarse.Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a una pieza, haciendo que las particulas del material tiendan a resbalar o desplazarse las unas sobre las otras.

EJEMPLO: 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.