1 00:00:01,520 --> 00:00:04,419 Hola alumnos de estructura del ciclo superior, bienvenidos. 2 00:00:05,219 --> 00:00:09,099 En este vídeo quiero explicaros algunos contenidos del tema 2 de los apuntes del curso. 3 00:00:09,660 --> 00:00:13,500 Vamos a estudiar unas nociones elementales de resistencia de materiales. 4 00:00:14,580 --> 00:00:19,440 Bien, ante la aplicación de esfuerzos de tracción, una barra sufrirá un incremento de longitud 5 00:00:19,440 --> 00:00:23,260 hasta que al llegar a un determinado esfuerzo se rompa. 6 00:00:23,960 --> 00:00:28,460 Si para cada valor del peso aplicado vamos midiendo los incrementos de longitud 7 00:00:28,460 --> 00:00:32,780 y calculamos los esfuerzos de tracción y los alargamientos correspondientes, 8 00:00:33,240 --> 00:00:37,740 obtendremos una gráfica de esfuerzos-alargamientos que se denomina diagrama de tracción. 9 00:00:38,340 --> 00:00:40,659 Para cada material obtendremos una gráfica. 10 00:00:41,039 --> 00:00:46,299 La zona de la gráfica comprendida entre los puntos O y A resulta una recta 11 00:00:46,299 --> 00:00:49,380 y en ella los alargamientos son proporcionales a los esfuerzos. 12 00:00:49,380 --> 00:00:55,179 El máximo valor del esfuerzo comprendido dentro de la zona recta se denomina límite elástico. 13 00:00:55,179 --> 00:00:59,579 Siempre que a la barra no se le apliquen esfuerzos superiores al límite elástico 14 00:00:59,579 --> 00:01:04,280 ésta se comportará al modo o parecido a cómo funciona un muelle 15 00:01:04,280 --> 00:01:07,599 alargándose proporcionalmente a la carga que se le aplica 16 00:01:07,599 --> 00:01:10,819 y recuperando su longitud inicial cuando se le retira 17 00:01:10,819 --> 00:01:15,540 Por esta razón, a esta zona de la curva se le denomina zona elástica 18 00:01:15,540 --> 00:01:18,500 y el material se dice que trabaja en régimen elástico 19 00:01:18,500 --> 00:01:22,099 El conocimiento de la zona elástica y en particular el límite elástico 20 00:01:22,099 --> 00:01:23,299 es muy importante en automoción 21 00:01:23,299 --> 00:01:26,280 ya que los materiales siempre trabajan dentro de la zona elástica 22 00:01:26,280 --> 00:01:30,239 y nunca deben aplicarse a los mismos esfuerzos superiores al límite elástico 23 00:01:30,239 --> 00:01:34,700 El coeficiente de proporcionalidad entre los esfuerzos y los alargamientos 24 00:01:34,700 --> 00:01:36,420 se conoce como módulo de elasticidad 25 00:01:36,420 --> 00:01:38,819 y su valor depende del material de la barra 26 00:01:38,819 --> 00:01:42,859 Por ejemplo, para el acero es de 2 millones de kilogramos centímetro cuadrado 27 00:01:42,859 --> 00:01:46,739 en el aluminio será de unos 700.000 kilogramos centímetro cuadrado 28 00:01:46,739 --> 00:01:50,379 y en la fibra de carbono será de 3 millones de kilogramos centímetro cuadrado 29 00:01:50,379 --> 00:02:01,079 Siguiendo con la gráfica, cuando la barra se carga de tal forma que el esfuerzo de tracción sobre la misma supera el límite elástico 30 00:02:01,079 --> 00:02:06,879 entonces nos encontramos que los esfuerzos y los alargamientos ya no son proporcionales 31 00:02:06,879 --> 00:02:12,840 Además, si retiramos la carga aplicada nos encontramos con que la barra se ha quedado con una deformación permanente 32 00:02:12,840 --> 00:02:17,759 Por ello, esta zona del diagrama se denomina zona inelástica o plástica 33 00:02:17,759 --> 00:02:29,599 Por tanto, los esfuerzos sobre los materiales empleados en una estructura nunca deben sobrepasar el límite elástico, pues entonces la estructura quedará deformada, perdiendo para siempre su geometría original. 34 00:02:30,039 --> 00:02:41,740 Dentro de la zona inelástica hay un punto importante que señalar que es el denominado punto de fluencia, y se llama así porque si a la barra la cargamos con una carga tal que se alcance ese esfuerzo de tracción, 35 00:02:41,740 --> 00:02:44,719 la barra no sólo se alarga en el momento de incrementar la carga 36 00:02:44,719 --> 00:02:47,259 sino que luego sigue alargando por sí sola 37 00:02:47,259 --> 00:02:50,139 con tal de que se deja aplicada la carga al tiempo suficiente 38 00:02:50,139 --> 00:02:52,060 como si el material fluyese 39 00:02:52,060 --> 00:02:54,419 hasta alcanzar el alargamiento correspondiente 40 00:02:54,419 --> 00:02:56,800 al punto en donde para conseguir mayor alargamiento 41 00:02:56,800 --> 00:02:58,599 hay ya que incrementar la carga 42 00:02:58,599 --> 00:03:01,219 portándose a partir de ahí ya normalmente 43 00:03:01,219 --> 00:03:03,900 es decir, dentro de la no proporcionalidad 44 00:03:03,900 --> 00:03:06,659 entre esfuerzos y alargamientos de la zona plástica 45 00:03:06,659 --> 00:03:09,580 Si la carga la aumentamos tanto 46 00:03:09,580 --> 00:03:14,500 que llegamos a alcanzar el esfuerzo correspondiente al punto B del diagrama, entonces la barra se nos 47 00:03:14,500 --> 00:03:19,520 rompe y se dice que se ha alcanzado el esfuerzo de rotura a tracción. El valor del esfuerzo de 48 00:03:19,520 --> 00:03:24,699 rotura es un valor típico de cada material y es determinante para decidir si es apto o no para 49 00:03:24,699 --> 00:03:29,520 soportar las cargas que se espera aparezcan sobre una estructura o elemento que se piensa construir 50 00:03:29,520 --> 00:03:37,900 en el mismo. En el acero el esfuerzo de fluencia será de 2.000 kilogramos centímetro cuadrado y 51 00:03:37,900 --> 00:03:44,939 el esfuerzo de rotura será de unos 4000 kilogramos centímetro cuadrado. En los aceros aleados el 52 00:03:44,939 --> 00:03:51,479 esfuerzo de fluencia superará los 2000 kilogramos centímetro cuadrado. En el aluminio el esfuerzo 53 00:03:51,479 --> 00:03:56,680 de fluencia suele ser de unos 1000 kilogramos centímetro cuadrado y los esfuerzos de rotura 54 00:03:56,680 --> 00:04:03,259 rondan los 1500 kilogramos centímetro cuadrado. En la fibra de carbono sólo tendremos zona elástica 55 00:04:03,259 --> 00:04:08,439 con un esfuerzo de rotura de unos 25.000 kilos por centímetro cuadrado 56 00:04:08,439 --> 00:04:12,699 Vamos a estudiar ahora otro esfuerzo, el esfuerzo de cortadura 57 00:04:12,699 --> 00:04:20,399 Por ejemplo, en el montaje de dos placas unidas entre sí por un remache de sección transversal S 58 00:04:20,399 --> 00:04:23,959 Si tiramos de ambas placas con una fuerza P 59 00:04:23,959 --> 00:04:29,980 vemos que esta fuerza provoca que las partículas situadas a ambos lados de la sección central del remache 60 00:04:29,980 --> 00:04:34,899 tiendan a deslizar unas sobre otras cortando el remache por esta zona 61 00:04:34,899 --> 00:04:40,860 aplicando aquí la misma idea que hemos explicado para el esfuerzo de tracción 62 00:04:40,860 --> 00:04:48,579 se define el esfuerzo de cortadura como el cociente del esfuerzo por la sección transversal 63 00:04:48,579 --> 00:04:54,220 como se observa la diferencia entre el esfuerzo de cortadura y el esfuerzo de tracción 64 00:04:54,220 --> 00:04:57,100 viene dada por la forma en que se considera aplicada la carga 65 00:04:57,100 --> 00:05:02,259 y el sentido en que tienden a desplazarse las partículas de material, siendo sus expresiones 66 00:05:02,259 --> 00:05:08,139 matemáticamente iguales. El ensayo de materiales a cortadura es más difícil de realizar que el 67 00:05:08,139 --> 00:05:13,420 ensayo de tracción, pues no es posible aplicar a un material un esfuerzo cortante puro, pues siempre 68 00:05:13,420 --> 00:05:19,220 se combina con algún tipo de esfuerzo a tracción o a flexión. De todas formas, los resultados que 69 00:05:19,220 --> 00:05:25,060 se obtienen en estos ensayos son muy similares a los de tracción, obteniéndose un diagrama de 70 00:05:25,060 --> 00:05:30,740 esfuerzos cortantes en donde puede apreciarse un esfuerzo cortante en el límite elástico y un 71 00:05:30,740 --> 00:05:37,120 esfuerzo cortante en límite de rotura. Se ha comprobado experimentalmente que para los materiales 72 00:05:37,120 --> 00:05:45,860 normalmente empleados el esfuerzo cortante de rotura es unos 0,55 veces el de tracción, un poco 73 00:05:45,860 --> 00:05:54,319 más de la mitad. En los cálculos de esfuerzos de tracción o de cortadura se emplea el valor del 74 00:05:54,319 --> 00:06:01,079 esfuerzo de rotura como referencia, multiplicándose las cargas que se aplican al material por un 75 00:06:01,079 --> 00:06:06,839 factor de seguridad que se compara con dicho esfuerzo. Si las cargas así multiplicadas no 76 00:06:06,839 --> 00:06:14,600 sobrepasan el esfuerzo de rotura, hay una seguridad de que la carga real no sobrepasará tampoco el 77 00:06:14,600 --> 00:06:17,120 límite elástico. Un abrazo y mucho power.