Diagrama de esfuerzo deformacion
Summary
TLDREste vídeo explica el concepto del diagrama de esfuerzo y formación, utilizando cilindros con diferentes dimensiones para ilustrar la deformación bajo carga. Se describe cómo el esfuerzo y el alargamiento varían con el área y la longitud de las barras, y cómo se grafican en un diagrama. Se menciona la importancia de las normas para diseñar probetas y se explican las diferentes regiones del diagrama, incluyendo elástica, plástica y el esfuerzo de influencia. Finalmente, se invita a los espectadores a suscribirse para recibir más contenido sobre resistencia de materiales.
Takeaways
- 😀 El vídeo trata sobre el diagrama de esfuerzo y formación, explicando conceptos fundamentales antes de profundizar en los detalles.
- 🔍 Se utiliza un cilindro como ejemplo para ilustrar la deformación normal bajo una carga axial.
- 📏 Se explica que la longitud, el área y el alargamiento son medidas clave para entender la deformación de una pieza.
- 🔄 Se muestra cómo la aplicación de fuerzas diferentes en barras con áreas de sección diferentes afecta el alargamiento.
- 📊 Se introduce el concepto de gráfico de esfuerzo y formación, donde el esfuerzo se contrapone al alargamiento normalizado.
- ⚖️ Se destaca la importancia de normalizar las dimensiones de las barras para comparar diferentes materiales en el mismo gráfico.
- 📉 Se describe el proceso de realizar pruebas de tensión en una máquina universal, incluyendo la generación del gráfico de esfuerzo y formación.
- 📈 Se menciona el límite de proporcionalidad y cómo se refleja en la línea recta inicial del gráfico, representando el módulo de Young.
- 🛠️ Se detallan las diferentes regiones del gráfico, como elástica, de influencia, endurecimiento y restricción, y su significado en el material.
- 📚 Se hace referencia a normas y procedimientos para diseñar y realizar pruebas de material, destacando la importancia de la precisión en la experimentación.
Q & A
¿Qué es el diagrama de esfuerzo y formación?
-El diagrama de esfuerzo y formación es una representación gráfica que muestra la relación entre el esfuerzo (fuerza aplicada por unidad de área) y el alargamiento (deformación) que sufre un material al ser sometido a una carga axial.
¿Cuál es la importancia de entender la deformación normal bajo una carga axial?
-La deformación normal bajo una carga axial es crucial para entender cómo reacciona un material ante la aplicación de fuerzas, lo que permite predecir su comportamiento y determinar su resistencia a la fractura.
¿Qué son los cilindros utilizados en la introducción del vídeo para explicar la deformación?
-Los cilindros son ejemplos hipotéticos con las mismas dimensiones utilizadas para ilustrar la deformación bajo carga, donde se cargan axialmente y se observa el alargamiento resultante.
¿Cómo se relaciona el área de una barra con su alargamiento bajo una fuerza dada?
-Según el vídeo, si la fuerza aplicada se duplica pero el área de la barra también se duplica, el alargamiento resultante será el mismo, lo que demuestra que la resistencia a la deformación aumenta con el área.
¿Qué significa el alargamiento en el contexto del vídeo?
-El alargamiento se refiere a la cantidad por la cual una barra se estira o se 'larga' cuando está sometida a una carga, y se mide como la diferencia entre la longitud final y la longitud inicial.
¿Qué es el esfuerzo y cómo se calcula?
-El esfuerzo es una medida de la fuerza aplicada por unidad de área y se calcula dividiendo la fuerza total aplicada entre el área transversal de la sección del material.
¿Qué es la longitud inicial y cómo se relaciona con el alargamiento?
-La longitud inicial es la dimensión original de la barra antes de que se someta a la carga. El alargamiento se mide como el cociente del cambio en longitud (longitud final menos longitud inicial) dividido por la longitud inicial.
¿Cuál es la diferencia entre la región elástica y la región plástica en el diagrama de esfuerzo y formación?
-La región elástica es donde las deformaciones son reversibles y el material regresa a su forma original una vez que la carga se retira. La región plástica es donde las deformaciones son irreversibles y persisten después de retirar la carga.
¿Qué es el límite elástico y cómo se identifica en el diagrama?
-El límite elástico es el punto hasta el cual el material se comporta de manera elástica; es el punto de inflexión en el diagrama de esfuerzo y formación donde las deformaciones pasan de ser reversibles a irreversibles.
¿Cómo se determina el esfuerzo último y qué significa?
-El esfuerzo último es el punto máximo de resistencia del material antes de su fractura, y se identifica como el punto más alto en el diagrama de esfuerzo y formación. Representa el esfuerzo crítico que causa la ruptura del material.
Outlines
🔍 Introducción al Diagrama de Esfuerzo y Formación
El primer párrafo introduce el tema del video, que es el diagrama de esfuerzo y formación. Se menciona la necesidad de una ligera introducción antes de profundizar en los detalles. El locutor invita a los espectadores a suscribirse al canal y a dejar comentarios, y comienza con una explicación teórica y visual de la deformación normal en cilindros de diferentes dimensiones sometidos a cargas axiales. Se discuten los efectos de la aplicación de fuerzas en barras de diferentes áreas y longitudes, y cómo esto afecta el alargamiento de las mismas. Se introduce la idea de representar la relación entre esfuerzo y alargamiento en un gráfico, lo que lleva a la definición de esfuerzo y deformación en términos de cocientes, resultando en el diagrama de esfuerzo y formación.
🔧 Análisis de la Prueba de Tracción y su Gráfica
El segundo párrafo se centra en la explicación de una prueba de tracción y cómo se representa gráficamente. Se describe la forma en que se realiza la prueba en una máquina universal de ensayo, y cómo se espera que el diámetro menor de la probeta se alargue hasta su fractura. Se detalla el proceso de carga y la construcción de la gráfica de esfuerzo y deformación, incluyendo la línea recta inicial que representa el límite de proporcionalidad y el módulo de Young. Se discuten las diferentes fases a través de las cuales pasa la probeta, desde la región elástica hasta la plástica, y se mencionan los términos como límite elástico, esfuerzo de influencia y esfuerzo último. Se hace hincapié en la importancia de seguir las normas para diseñar las probetas y realizar los ensayos de manera adecuada.
📚 Conclusión y Consideraciones Finales
El tercer párrafo concluye el video con una breve mención de los tipos de probetas utilizadas en ensayos de resistencia de materiales, como las cilíndricas y las planas, y la necesidad de consultar normas para diseñarlas correctamente. El locutor anima a los espectadores a suscribirse para recibir notificaciones de futuros contenidos y les desea cuidado, dejando un mensaje de despedida hasta el próximo video en la serie de resistencia de materiales.
Mindmap
Keywords
💡Diagrama de esfuerzo
💡Carga axial
💡Área de sección
💡Alargamiento
💡Esfuerzo
💡Límite elástico
💡Módulo de Young
💡Región elástica
💡Región plástica
💡Fractura
Highlights
Introducción al tema del diagrama de esfuerzo de formación.
Invitación a suscribirse al canal y dejar comentarios.
Explicación de la deformación normal bajo una carga axial.
Descripción de la relación entre longitud, área y alargamiento de una pieza.
Comparación de la deformación en cilindros de diferentes áreas.
Ejemplo de cómo la longitud afecta en el alargamiento bajo la misma fuerza.
Importancia de las dimensiones en las respuestas de los materiales.
Introducción al concepto de esfuerzo y alargamiento para la construcción del diagrama de esfuerzo de formación.
Explicación de cómo se grafica el diagrama de esfuerzo de formación.
Descripción de la probeta y su papel en la generación del gráfico.
Proceso de carga y fractura de la probeta en una máquina universal.
Importancia de respetar las dimensiones estandarizadas en las probetas.
Explicación del límite de proporcionalidad y su representación gráfica.
Descripción del módulo de Young y su relación con la pendiente de la línea elástica.
Método para calcular la deformación en la región elástica del diagrama.
Definición y representación gráfica del límite elástico.
Explicación de la zona de influencia y su significado en el material.
Descripción de la zona de endurecimiento y restricción en el diagrama.
Importancia de la norma para el diseño y análisis de probetas.
Conclusión del vídeo y promesa de continuar la serie en futuras publicaciones.
Transcripts
qué tal cómo estamos el día de hoy vamos
a ver el tema del diagrama de esfuerzo
de formación pero primeramente vamos a
ver una ligera introducción y ya después
vemos todas las partes interesantes del
diagrama de esfuerzo de formación esto
para entenderlo un poquito mejor pues
bien antes de empezar directamente con
la explicación del tema me gustaría
invitarte a que te suscribas al canal si
es que aún no lo haces y si te es
posible por favor déjame un like y un
comentario por ahí te estaré
respondiendo a lo que me comentes
podríamos con la introducción y vamos a
la pantalla bien aquí en las imágenes
vemos un par de cilindros son el mismo
cilindro con las mismas dimensiones
únicamente que están en dos vistas
diferentes entonces estos cilindros nos
vamos a tomar precisamente para poder
explicar la parte de la deformación
normal bajo una carga asia pues bien
vamos a ver nosotros que tenemos una
longitud y tenemos un área pero vamos a
darle vuelta a esto para que se vea un
poquito mejor y lo que vamos a hacer
ahora es que a cargarlo axial mente
entonces vamos a agregar nuestra fuerza
aquí no tiene que ser de un valor
específico por el momento únicamente es
una breve introducción pero vamos a
agregarle la fuerza y ahora lo que
sucede con justo piedad es que nuestra
pieza se va a largar quedándonos ahora
de esta manera y aquí lo que vamos a
poder observar son algunos datos en este
caso tenemos la longitud tenemos el área
tenemos la longitud final y tenemos el
alargamiento del cual estábamos
comentando ahora bien ya
comprendiendo este ejemplo vamos a pasar
al siguiente ejemplo lo hacemos un poco
más pequeño para tener espacio y aquí en
este caso vamos a tomar este mismo sin
dinero que tenemos al principio y vamos
a agregar otro cilindro pero del doble
de área vamos a ver qué sucede ahora
regresamos volteamos y agregamos nuestro
cilindro y aquí vamos a agregar una
fuerza pero ahora no va a ser igual a la
primera en este caso va a ser dos veces
la fuerza que habíamos aplicado a
nuestra primera barra recordar que en
esta segunda barra tenemos el doble del
área entonces en este caso le aplicamos
las dos fuerzas o el valor de 12 efe y
vemos que el alargamiento es exactamente
el mismo que el del primero bien ya
tenemos este segundo ejemplo ahora vamos
a ver el tercer ejemplo para tener bien
entendido lo que les quiero explicar
pues bien vamos a tomar la misma barra
colocamos una misma con la misma área
solo que ahora le vamos a agregar una
longitud mayor y que va a ser
equivalente a 12 l entonces la primera
estaba de ese tamaño ahora va a estar de
este tamaño vamos a ver qué es lo que
sucede vamos a agregar nuestra segunda
barra la vamos a cargar con la misma
fuerza que cargamos la primera y en este
caso lo que va a suceder es que el
alargamiento va a ser el doble que el
primero a pesar de que tenemos la misma
fuerza entonces aquí lo que nos podemos
estar dando cuenta es que a pesar de que
nosotros vemos incluso las barras de
color azul todas podemos imaginarnos que
es material lo que sucede es que tenemos
diferentes respuestas dependiendo de las
dimensiones que tengamos en las tres
barras y si nosotros graficar amos
cierto se viera como en esta gráfica que
tenemos aquí fuerza contra alargamiento
pero si nos damos cuenta si nosotros
agregamos una fuerza mayor
vamos a tener un alargamiento un poco
diferente y el comportamiento de la
gráfica se va a ver un poco más alargado
o más ancho pero nos daría muchos
resultados entonces esto no es posible
porque tendríamos que analizar una gran
cantidad de materiales me refiero a en
este caso las dimensiones de los
materiales entonces esto se pensó y lo
que se hizo es que en vez de que
pongamos la fuerza vamos a colocar un
esfuerzo y en vez de que colocamos un
alargamiento vamos a tener un cociente
que ya únicamente nos va a englobar lo
que va a ser el alargamiento sobre la
longitud inicial que viéndolo de una
forma desarrollada sería la longitud
final menos la longitud inicial sobre la
longitud inicial y con estos dos que se
agreguen que viene siendo ya el diagrama
de esfuerzo de formación ya vamos a
poder tener un mismo gráfico para el
mismo tipo de material entonces ya no va
a estar cambiando si nosotros por
ejemplo estamos analizando 10 a 36 con
unas dimensiones o con otras en este
caso bueno también estaría un poquito de
la normatividad para ver las probetas
que es la siguiente parte que vamos a
ver entonces ya teniendo claro esta
parte aquí nuestro gráfico quedaría como
de esfuerzo de formación y en este caso
vamos a ver cómo es que se va
construyendo para eso voy a traer una
ligera probeta que no está tan apegada a
la realidad porque tenemos los extremos
muy largos generalmente lo que está más
largo es la parte del diámetro menor eso
generalmente está más largo pero bueno a
manera de explicación bueno lo
tendríamos aquí y lo que les quiero
comentar es que esta probeta lo que
sucede es que en una máquina universal
la vamos a tensionar la intención es que
el diámetro menor que estamos viendo ahí
en pantalla se alargue y al final bueno
pues tenga una fractura
pero bueno la intención es que vayamos
viendo cómo se va generando el gráfico
para poder sacar sus propiedades
entonces qué es lo que pasa que nosotros
primeramente lo vamos cargando con una
fuerza inicial recordarán que les estaba
yo comentando que las probetas están
normalizadas entonces los diámetros hay
que respetarlos
entonces la área va a estar constante y
lo único que vamos a estar variando va a
ser la fuerza o la carga que vamos a
estar aplicando entonces le aplicamos
una carga y lo primero que para abrazar
es que se va a construir una línea
completamente recta en este caso hasta
este punto donde llegamos ese límite de
proporcionalidad y en este caso como es
una línea recta bueno pues nosotros aquí
bueno estoy ejemplificando con este
triángulo que tenemos por aquí pero
vamos a tener que la pendiente va a ser
el módulo de jong y si nosotros nos
damos cuenta nosotros para calcular la
pendiente bueno pues tenemos esta
fórmula de aquí que es igual a m por
equis entonces si sustituimos ye
de las 10 va a estar el esfuerzo la m
que va a ser la pendiente es el módulo
de jong y la deformación está en el eje
de las equis entonces esto lo podemos
describir fácilmente con esta fórmula de
ahí es que ustedes van a encontrar
algunos ejercicios que les van a pedir
calcular algunas de estas situaciones
pero bueno esta es lo que les quería
comentar que es algo que sucede en esta
primera parte entonces qué es lo que nos
quiere decir que si nosotros por aquí
colocamos o queremos encontrar un
esfuerzo vamos a la línea y vemos la
deformación y luego aumentamos el doble
el esfuerzo sobre esta misma línea vamos
a ver que la deformación va a crecer al
doble esto es algo de lo que nos ayuda
en esta primera parte de la línea
posteriormente si seguimos cargando
nuestra pieza lo que va a suceder es que
vamos a tener ahora el límite elástico
vamos a llegar hasta este punto de aquí
en este caso bueno ya es cuando nuestra
pieza ya sufre alguna deformación que ya
no va a ser reversible pero bueno
tenemos ese límite elástico
posteriormente seguimos cargando nuestra
pieza y vamos a llegar a un esfuerzo de
influencia o también le llaman que es la
zona de influencia que es esta parte
donde empieza a oscilar aquí lo que
sucede con el material es que sin
aplicar una carga mayor o un esfuerzo
mayor
bueno pues va a tener un alargamiento
considerable posteriormente vamos a
considerar
continuar cargando nuestra pieza y vamos
a llegar hasta nuestro esfuerzo último
en este caso bueno ya es el esfuerzo
final lo máximo que va a llegar nuestro
material antes de la ruptura entonces es
el punto más alto que va a tener nuestra
gráfica aquí posteriormente llegaríamos
a nuestro esfuerzo final que sería este
que tenemos por aquí que es ya cuando
nuestra barra o en nuestra probeta se
fractura bien esto es todo con respecto
a los esfuerzos
pero bueno aquí ya modifique un poquito
nuestra deformación que pasará para la
parte de arriba y vamos a ver con las
deformaciones qué nombres les vamos a
llamar en este caso vamos a tener una
región elástica y una región plástica
vamos a ir desde esta zona que va a ser
la región elástica y toda la zona que
queda de esta parte va a ser la región
plástica hay algunos autores que esta
parte que tenemos aquí de color morado
la manejan como una región elástico
plástica pero bueno en el libro que me
estoy referenciando bueno lo voy a
mantener de esta manera pero si lo
quiero comentar que hay algunos autores
que lo manejan y es que también esta
región elástico plástica no aplica para
todos los materiales sino que lleva
algunos en los que si se presenta y hay
algunos en los que no se va a presentar
pero bien vamos a seguir clasificando y
en este caso bueno nos van a aparecer
otras zonas que vamos a tener ahora la
zona elástica que viene hasta esta parte
que es la región elástica luego tenemos
la zona de excedencia que viene a ser la
parte donde está el esfuerzo de
influencia
vamos a continuar con la zona de
endurecimiento y finalmente vamos a
tener la zona de restricción y bien así
es como se va a construir nuestro
diagrama de esfuerzo de formación y esto
únicamente lo podemos obtener utilizando
una máquina universal finalmente quiero
comentarte que existen probetas
cilíndricas como la que tenemos aquí o
también hay unas que son planas sin
embargo bueno siempre tenemos que
consultar la norma para poderlas diseñar
de la forma adecuada y que el estudio
sea lo más correctamente posible y sin
más hasta aquí vamos a dejar este vídeo
voy a continuar con esta serie de vídeos
de resistencia de materiales y por favor
suscríbete para que me estés y quienes
te lleguen las notificaciones nos vemos
en un siguiente vídeo y cuídate mucho
hasta luego
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