Esfuerzos mecánicos

Artículos anteriores: Las propiedades de los materiales I.

Como últimamente estoy un poco disperso, hoy un tema muy ingenieril, para centrarnos…

El que os voy a presentar es uno de los temas más importantes dentro de la ingeniería, en general. Y no es otro que los esfuerzos a los que se someten todos los materiales.

Cualquier pieza en el planeta (y otros mundos), está sometida a esfuerzos que existen en nuestro entorno. Un gancho en una pared, estará sometido a un tipo de esfuerzo por el tornillo que lo aprieta contra la pared, y sometido a otro esfuerzo diferente por la bolsa con el pan duro que cuelga de él. Un banco de la calle con listones de madera, sufrirá un tipo de esfuerzo en los listones justo debajo de nuestro culo, y otro tipo de esfuerzo en las patas que están en contacto con el suelo.

Pues bien, los esfuerzos son 5, como los jinetes del Apocalipsis más uno, y todos se suelen encontrar en combinaciones, cuando una pieza está sometida a un sólo esfuerzo, se dice que esta sometido a un esfuerzo puro, aunque ya sabéis que hoy en día eso de la pureza no se lleva…

Con ayuda de mi mujer (se nota en la calidad fotográfica), hemos hecho unas fotos simulando con mis manos y un trozo de goma cada uno de los esfuerzos, espero que os ayuden a entenderlos, que para eso me he lavado las manos. Este primera es la de la goma en estado natural (para comparar):

Normal
  • Tracción o tensión. Un cuerpo está sometido a un esfuerzo de tracción, cuando sobre él actúan dos fuerzas con direcciones opuestas, de manera que lo estiran. Podemos coger la goma por cada extremo y estirar en direcciones totalmente opuestas desde los extremos, pretendiendo separarlos más, o alargarla. Por citar algunos ejemplos de piezas sometidas a tracción, los tornillos que sujetan una lámpara del techo, la cuerda cuando jugamos al sogatira, la goma elástica que aprieta juntos los cromos del Pokemon, y el caso más típico es el de cualquier cable o cuerda estirada por los extremos (aunque uno sea fijo).
Traccion2
  • Compresión. Un cuerpo está sometido a un esfuerzo de compresión, cuando sobre él actúan dos fuerzas con direcciones opuestas, de manera que lo chafan. Cogemos la goma por cada extremo y intentamos chafarla. Ejemplos de compresión existen muchísimos, las patas de la silla en la que estás sentado, o en el cilindro que existe entre el asiento y las ruedas, las paredes y columnas que sostienen las casas, el botón del ratón que ahora mismo tienes cogido en la mano (justo en el punto donde ejerces presión)…
Compresion2
  • Cortadura (cizalladura). Un cuerpo está sometido a un esfuerzo de cortadura, cuando sobre él actúan dos fuerzas con direcciones opuestas, que intentan reducir su medida en la dirección de la fuerza. Cogemos la goma, y simulando unas tijeras (con esas pedazo de uñas que tengo), y tratamos de cortarla. Ejemplos de cortadura existen muchos, el citado de las tijeras es el más simple. Uno de los casos mas característicos de este esfuerzo, es el de los tornillos que soportan cualquier larguero (horizontal), cogido entre dos columnas o paredes, desde la barra que soporta las perchas de una armario ropero, hasta una jácena gigante de un puente).
Cizalla2
  • Flexión. Un cuerpo está sometido a un esfuerzo de flexión, cuando sobre él actúa una fuerza que produce una deformación a lo largo de su eje. Cogemos la goma, y sosteniéndola por un extremo, sobre el otro la empujamos hacia abajo. Ejemplo de flexión son muy comunes en nuestro día a día, si nos sentamos en un banco del parque, las maderas aguantadas en sus extremos, flexará longitudinalmente debido a nuestro peso, si vemos una película en la que el protagonista acaba colgado del mástil de una bandera de hotel por la bola dorada de la punta, flexará hasta que dependiendo del genero de la película, acabará rompiéndose y cayendo al vacío, o recuperando su posición y devolviendo al protagonista a las nubes…
Flexion2
  • Torsión. Un cuerpo está sometido a un esfuerzo de torsión, cuando al menos en uno de sus extremos actúa una fuerzo que hace rotar la pieza sobre su propio eje. Este es un esfuerzo algo más complicado de ver en nuestro día a día, aunque por supuesto está presente siempre; los ejemplos más típicos de torsión, lo encontramos en cualquier eje de elemento o máquina, y el más cercano lo provocáis vosotros mismos cada día, cuando giramos el pomo de una puerta para abrirla, en su interior existe un eje que cruza desde un lado a otro de la maneta, pues bien, cuando giramos el pomo, provocamos en esa pieza interior un esfuerzo de torsión.
Torsion2
Pues nada más en cuanto a esfuerzos, recordaros que nunca suelen venir solos (como las…), y para acabar, que cualquier pieza que se diseñe para resistir el paso del tiempo, tiene que ser calculada teniendo en cuenta a qué tipo de esfuerzos va a enfrentarse durante su ciclo de vida.
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Publicado el 10 marzo 2008 en ciencia, ingeniería, materiales y etiquetado en , , , , , , , , , , , , . Guarda el enlace permanente. 15 comentarios.

  1. Muy bueno, muy didáctico. Solo como apunte, es muchos paises la “Tracción” se le conoce como “Tensión”.

    Un saludo!

  2. Queda muy bien con la goma, pero dibújale unas flechas a tracción y compresión, ¡que si no parecen iguales!

  3. Vuestros deseos son órdenes para mí…

  4. tendrian k poner mas ejemplos

  5. sinceramente estaba buscando esta explicacion para rendir un final de mecanica mañana. gracias!

  6. Pues mucha suerte Edus!

  7. Gracias, hoy me he levantado guapo…

  8. Está perfectamente explicado muchas gracias

  9. muy bueno loco, esta re entendible

  10. ok no lo encontre antes la info gracias
    tengo una duda que tipos de instrumentos se utilizan para medir este tipos de esfuerzo?

  11. GRACIAS NECESITABA HACER UN TRABAJO SOBRE ESTO Y ME HA SERVIDO !!!! ESPEREMOS QUE SAQUE BUENA NOTA JEJEJEJEJE

  12. Muchas gracias por tu estupendo artículo

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