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ESFUERZOS

Existen 4 clases de esfuerzos principales:

1. ESFUERZOS AXIALES: actúan en toda el área. Para nosotros son uniformes, pero esto solo ocurre cuando tenemos un modelo ideal (pieza recta de material homogéneo exento de tensiones residuales, con sección transversal de dimensiones uniformes y que la superficie que observamos no está próxima al punto de la aplicación de la carga, la cual es estática y perfectamente centrada). Como todas estas condiciones no se dan casi nunca, la distribución de tensiones no será uniforme.

formula axial
esfuerzo axial

2. ESFUERZOS CORTANTES: normalmente estos esfuerzos son pequeños comparados con el momento flector que provocan dichas fuerzas, excepto en vigas muy cortas.

formula cortante
esfuerzo cortante

Q = Momento estático o de primer orden
b = Ancho de la sección
I = Momento de inercia

3. MOMENTOS FLECTORES: estos momentos producen dos esfuerzos normales (tracción en un lado y compresión en el otro, partiendo de la línea neutra). Es por eso que hay materiales (como el hierro fundido) que tienen un comportamiento diferente a tracción que a compresión y por lo tanto deben ser estudiados por separado.

formula flector
esfuerzo flector

4. MOMENTOS DE TORSIÓN: la única forma de sección sobre la que es estrictamente aplicable la formula de la torsión simple es la circular (maciza o hueca). En piezas no circulares, el máximo esfuerzo de torsión se produce en el punto medio de los lados largos.

formula torsor
esfuerzo torsor

I0 = Momento polar de inercia

Muchas veces el diseño de una pieza viene determinado por las deformaciones admisibles, y no por los esfuerzos de cálculo. El ángulo de torsión entre dos secciones viene dado por la siguiente ecuación (en ejes cilíndricos)

angulo de torsión

J = Momento polar de inercia (I0)
T = Momento
L = longitud
G = Módulo de elasticidad al esfuerzo cortante (constante)

Normalmente en estos cálculos obviamos la influencia que tienen las poleas, ruedas dentadas, chavetas, etc. sobre nuestro eje, cogiendo como L la longitud entre centros. Si el diámetro varía a lo largo del eje, estaremos obligados a calcular el ángulo por tramos.

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