Introducción a los esfuerzos combinados
ACTIVIDAD 01. ¿Qué "siente" una estructura al aplicárle "cargas"?
[b]Esfuerzo[/b] es la [b]resistencia[/b] interna que ofrece un área (sección) del [b]material[/b] del que está hecho, al haberle aplicado una fuerza externa. Si la estructura soporta sin tener deformación excesiva o sin romperse, se dice que es una estructura resistente al [b]esfuerzo[/b].[br][br]En la siguiente presentación se introduce al tema de ESFUERZOS COMBINADOS.
IntroduccionEsfuerzosCombinados
PREGUNTA 01.
¿Cuáles son los 3 tipos básicos de carga?
PREGUNTA 02.
¿Qué combinaciones de esfuerzo son posibles?
ACTIVIDAD 02. Análisis de esfuerzos por carga axial y flexionante.
La viga de 6 metros está expuesta a una carga vertical de 10 N/m y una carga lateral de 100 N. La sección de la viga es de una altura de 0.4 m y una base de 0.2 m.
Analizando el esfuerzo axial
El problema tiene dos cargas aplicadas, una implica una carga axial y la otra una carga flexionante. Se iniciará con el análisis de la carga axial. [br][br]La carga axial implicará un esfuerzo axial, para lo que se aplicará:[br][br][math]\sigma_{Axial}=\frac{P}{A}=\frac{100N}{\left(0.2m\cdot0.4m\right)}=1.25KPa[/math][center][br]Este esfuerzo axial tiene la característica de ser constante a lo largo de la viga. En la siguiente aplicación de GeoGebra mueve el deslizador "a", representa un punto de análisis "a lo largo" de la viga, podrás observar:[/center][list][*]El valor de 1.25 KPa es constante en toda la viga.[/*][*]Al colocar el deslizador "a" en 3 el valor del esfuerzo axial es 0 (cero).[/*][/list]
PREGUNTA 03.
En la aplicación de GeoGebra, al pasar "a=3" hay un cambio de dirección en la recta que representa el esfuerzo, ¿qué representa?
Analizando el esfuerzo flexionante
La carga flexionante implicará un esfuerzo flexionante, para lo que se aplicará:[br][br][math]\sigma_{Flexionante}=\frac{Mc}{I}=\frac{Mc}{\left(\left(\frac{1}{12}\right)\cdot0.2\cdot0.4^3\right)}=\frac{Mc}{\text{0.001066}}[/math][left][br]Este esfuerzo flexionante tiene algunas características a considerar:[/left][list][*]El valor de "M" dependerá del valor del momento en la viga (diagrama de momento), "eje neutro horizontal".[/*][*]El valor de "c" dependerá de la distancia del "eje neutro vertical" que se analice.[/*][/list]
Valores del momento a lo largo de la viga. Mueve el deslizador "e".
Diagrama del esfuerzo flexionante. Mueve "a" y observa como cambia el valor del esfuerzo.
PREGUNTA 04.
¿Cuáles son las características que observa en el diagrama de esfuerzos al mover el deslizador "a"?[br]
ACTIVIDAD 03. ESFUERZO TOTAL EN LA ESTRUCTURA.
En el caso de la viga en análisis, se puede concluir que para encontrar el esfuerzo total se debe considerar la siguiente ecuación:[br][br][math]\sigma_{Total}=\pm\sigma_{Axial}\pm\sigma_{Flexionante}[/math][br][br][math]\sigma_T=\pm\sigma_A\pm\sigma_F[/math][br][br][math]\sigma_T=\pm\frac{P}{A}\pm\frac{Mc}{I}[/math][br][br]Si se toma a la compresión con sentido negativo (-), se encuentra la siguiente ecuación:[br][br][math]\sigma_T=-1.25-\frac{Mc_y}{0.00106}[/math][br][br]En la siguiente aplicación de GeoGebra se encuentra un "diagrama dinámico" de los esfuerzos en la viga.
DIAGRAMA DE ESFUERZO TOTAL. Mueve el deslizador "a" y observa cómo cambia el valor de los esfuerzos en los extremos de la viga (arriba y abajo), así como hay un cambio significativo en el eje neutro.
PREGUNTA 05.
¿Cuáles son las características que observa en el diagrama de esfuerzos totales al mover el deslizador "a"?[br]