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COMPORTAMIENTO DE MATERIALES ESTRUCTURALES ALUMNO: Chumacero Rojas, Rodrigo Emanuel.

CURSO: Física II

PRODFESORA: Lic. Sara Luz Chunga Palomino DEFINICION: Las estructuras se pueden componer de diversos tipos de materiales, cuya elección es influida por: Propósito, tipo de cargas a soportar, duración esperada, medio ambiente y costo. PROPIEDADES: 

ELASTICIDAD: Una barra elástica se deforma solo hasta cierto punto al aplicar una fuerza. Al retirar la fuerza, la barra regresa a su estado normal.



FRAGILIDAD: Un material se fractura al aplicársele mucha fuerza. Un ejemplo de este tipo de material es el concreto.



DISLOCABILIDAD: Este tipo de materiales de deforman constantemente cuando se aplica la carga, y se dejan de deformar cuando se retira la carga. Ejemplos de este tipo de material son el caucho y el asfalto.



PLASTICIDAD:

Consiste

en

que

el

material

se

deformara

permanentemente al aplicársele una carga mayor a su rango elástico. FACTORES QUE INTERVIENEN: 

TEMPERATURA: Las propiedades ya mencionadas anteriormente son en algunos casos función de la temperatura. Para altas temperaturas, un material elástico se disloca, a una baja temperatura se torna frágil, mientras que a otra temperatura se vuelve plástico.



VELOCIDAD DE APLICACIÓN DE LA CARGA: Influye en la respuesta de los materiales, la carga dinámica hace del material frágil. Una carga aplicada lentamente hace que el material se disloque; y una carga aplicada a una velocidad intermedia produce un comportamiento elástico.

Lo ideal es que, para propósitos estructurales, el material debe ser elástico. La deformación debe desaparecer cuando se retira la carga, la deformación plástica es una advertencia que la estructura ha sido sobrecargada. La aplicación de cargas aumenta las deformaciones y pueden llegar a destruir la estructura.

ESFUERZO: La mayoría de materiales se fatigan bajo acción de cargas repetitivas, pero el numero de repeticiones puede ser muy grande. Las cargas producen deformaciones y un tipo importante es el estiramiento, que es el cambio de longitud por unidad de longitud y se mide en pulg.2 . EL esfuerzo es la fuerza aplicada a cada unidad de área en la sección transversal del miembro estructural y se mide en lb/pulg.2. Existen tres tipos de esfuerzo: 

A TENSION: Alargar el material.



COMPRESION: Acortar el material.



CORTANTE: Distorsiona el material en ángulo recto.

EL cortante esta acompañado de esfuerzos de tensión y compresión que se desarrollan a 45° de los planos del cortante. Un ejemplo de esto es cuando un trapo húmedo es torcido, la compresión desarrollada a 45° del eje, desaloja el agua. Cuando un material frágil es torcido, se rompe y la línea de rotura es un espiral. El material se rompe porque la tensión desarrollada a 45° durante la torsión, la forza. Materiales frágiles como la roca, la tiza, el vidrio y el hierro fundido son débiles a tensión, pero muy fuertes a compresión Cuando se pone a prueba un material, los resultados se analizan en un gráfico esfuerzo-deformación. Para un material elasto-plastico, la curva consiste en una porción inicial recta llamada rango elástico y una parte curva llamada rango plástico. La inclinación inicial de la curva es llamada modulo de elasticidad. Un material con un modulo alto se elonga menos que uno con modulo bajo, bajo un mismo esfuerzo. 

EFECTO POISSON: Cuando el material está a tensión, se elonga en dirección de la fuerza aplicada, pero se contrae en dirección perpendicular a la fuerza. Cuando el material está a compresión, se acorta en dirección de la fuerza, pero se expande en dirección perpendicular a ella. Estos cambios se denominan Efecto Poisson. Elongación transversal: Elongación longitudinal = Efecto Poisson.



MOMENTO: Cuando se dobla una barra, las líneas originalmente rectas y horizontales se tornan curvas y las originalmente verticales y parabólicas se tornan radiales. La parte superior de la viga se elonga y está a tensión, la parte inferior se contrae y está a compresión, la línea central permanece horizontal, por lo cual se le llama eje neutro. El cortante que acompaña al momento se demuestra cuando una viga consistente en varias laminas es curvada. El rectángulo unido se deforma convirtiéndose en un rombo, la distorsión en los ángulos rectos indica la presencia de cortante.



TORSION: Cuando una base circular es torcida, las líneas verticales no varían, pero las longitudinales conforman un espiral. Los rectángulos se convierten en rombos indicando la presencia de cortante. En torsión, los esfuerzos cortantes actúan sobre planos perpendiculares el eje de la barra....