ESFUERZO de FLEXION PURA 😛✌ Flexion en VIGAS

Summary

Este vídeo explica el concepto de esfuerzo de flexión, crucial para los ingenieros al diseñar estructuras. Se ilustra con una barra sujeta a dos momentos de giro iguales y contrarios, demostrando la deformación y tensión variando desde la fibra neutra hasta las extremas. Se detalla cómo calcular la tensión en cada fibra utilizando la curvatura, el radio de giro y el momento aplicado, y se introduce el momento de inercia como factor clave en la resistencia a la flexión. Finalmente, se menciona cómo se calcula el módulo resistente elástico y la tensión máxima, preparando al espectador para entender estructuras sometidas a múltiples esfuerzos.

Takeaways

• 🔍 El esfuerzo de flexión es crucial en la ingeniería para comprender el comportamiento de estructuras sometidas a momentos de giro.
• 📐 En una flexión pura, una barra se flexiona debido a dos momentos de giro iguales pero de sentido contrario aplicados en sus extremos.
• 📉 Las fibras superiores de la barra se comprimen y las inferiores se alargan cuando se flexiona, con una transición hacia la línea neutra que no sufre cambios de longitud.
• 🎯 La línea neutra es la que separa la zona comprimida de la traccionada y se encuentra en el centroide de la sección transversal.
• 🧮 La tensión en la flexión varía a lo largo de la sección de la barra, siendo cero en la fibra neutra y máxima en las extremas.
• 📏 La deformación de las fibras se calcula a partir de la diferencia entre su longitud inicial y su longitud después de la flexión.
• 🔄 La ley de Hooke se utiliza para relacionar la tensión con la deformación en la flexión de una barra.
• ⚖️ El equilibrio estático de la barra se mantiene gracias a la contraposición de los momentos de giro generados por las tensiones normales.
• 📐 El segundo momento de inercia es clave para entender la resistencia de una sección ante el esfuerzo de flexión.
• 🔑 El módulo resistente elástico de una sección se define como el momento de inercia dividido por la distancia y máxima, y se usa para calcular la tensión máxima en la flexión.

Q & A

¿Qué es el esfuerzo de flexión y por qué es importante para un ingeniero conocerlo?

El esfuerzo de flexión es una fuerza que aparece en situaciones muy diversas y es determinante en el comportamiento de estructuras o piezas. Es importante para un ingeniero conocerlo para realizar correctamente los diseños estructurales.

¿Cómo se define la flexión pura y cuál es un ejemplo de aplicación?

La flexión pura se define cuando a una barra se le aplican dos momentos de giro iguales pero de sentido contrario en sus extremos, sin otras cargas o fuerzas aplicadas. Un ejemplo sería una barra con momentos de giro aplicados en sus extremos que causan flexión sin esfuerzos cortantes.

¿Qué ocurre en una barra sometida a flexión pura?

En una barra sometida a flexión pura, las fibras superiores se comprimen y las inferiores se traccionan, formando una línea neutra que separa la zona comprimida de la traccionada y no sufre cambios en su longitud.

¿Dónde se encuentra la fibra neutra en una sección transversal de una barra en flexión?

La fibra neutra se encuentra en el centroide de la sección transversal de la barra, siendo la línea que no sufre esfuerzos ni de tracción ni de compresión.

¿Cómo varía la tensión normal en una sección de una barra en flexión?

La tensión normal varía con la distancia hasta la fibra neutra, siendo cero en la fibra neutra y máxima en los extremos de la barra, distinguiendo claramente las zonas comprimidas y traccionadas.

¿Cómo se calcula la tensión producida por el esfuerzo de flexión en una fibra específica?

Para calcular la tensión en una fibra específica, se utiliza la ley de Hooke, que relaciona la tensión normal con la deformación normal, y se toma en cuenta la distancia de la fibra a la fibra neutra.

¿Cómo se relaciona la tensión en una sección de flexión con el momento de giro aplicado?

La tensión en una sección de flexión se obtiene a través de una integral de superficie donde la tensión es sustituida por su expresión en función de la distancia a la fibra neutra, y se relaciona con el momento de giro aplicado y el momento de inercia de la sección.

¿Qué es el momento de inercia y cómo está relacionado con la resistencia a la flexión?

El momento de inercia es un concepto relacionado con la resistencia geométrica del perfil de una sección ante el esfuerzo de flexión. Se define como la integral del cuadrado de la distancia de cada elemento diferencial de la sección respecto a la fibra neutra.

¿Cómo se calcula el valor máximo de la tensión en una sección sometida a flexión?

El valor máximo de la tensión se calcula dividiendo el momento aplicado entre el módulo resistente elástico de la sección, que es la distancia máxima de la fibra neutra a la fibra extrema más separada.

¿Qué es el módulo resistente elástico de una sección y cómo se obtiene?

El módulo resistente elástico de una sección es la división del momento de inercia por la distancia máxima de la fibra neutra a la fibra extrema. Se obtiene directamente de la sección y su momento de inercia.

¿Cuáles son otras cargas que normalmente acompañan al esfuerzo de flexión en una estructura?

Además del esfuerzo de flexión, las estructuras pueden estar sometidas a otros esfuerzos como la tracción, la compresión o los cortantes, que deben ser considerados en el diseño estructural.