Esfuerzo y deformación
El esfuerzo se define aquí como la intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo. El esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de área. Existen tres clases básicas de esfuerzos: tensivo, compresivo y corte. El esfuerzo se computa sobre la base de las dimensiones del corte transversal de una pieza antes de la aplicación de la carga, que usualmente se llaman dimensiones originales.
La deformación se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe al esfuerzo, al cambio térmico, al cambio de humedad o a otras causas. En conjunción con el esfuerzo directo, la deformación se supone como un cambio lineal y se mide en unidades de longitud. En los ensayos de torsión se acostumbra medir la deformación cómo un ángulo de torsión (en ocasiones llamados detrusión) entre dos secciones especificadas.
Cuando la deformación se define como el cambio por unidad de longitud en una dimensión lineal de un cuerpo, el cual va acompañado por un cambio de esfuerzo, se denomina deformación unitaria debida a un esfuerzo. Es una razón o numero no dimensional, y es, por lo tanto, la misma sin importar las unidades expresadas, su cálculo se puede realizar mediante la siguiente expresión:
e = e / L donde,
e : es la deformación unitaria
e : es la deformación
L : es la longitud del elemento
Deformación por tensión
Es el estiramiento por unidad de longitud; es un numero puro y sin unidades.Ej: objeto que inicialmente tiene un área de sección transversal uniforme A y una longitud L0. Aplicamos fuerzas de igual magnitud F pero direcciones opuestas a los extremos, el objeto no se moverá a la izquierda ni a la derecha. El objeto esta en tensión y todas las partes de la barra se estiran en la misma proporción.El subíndice nos recuerda que las fuerzas actúan en dirección perpendicular a la sección transversal.
Deformación por compresión
En muchas situaciones, los cuerpos experimentan esfuerzos de tensión y compresión al mismo tiempo. Ej: una viga horizontal apoyada en sus extremos se pandea por su propio peso. La parte superior de la viga esta en compresión y la inferior en tensión. Si las fuerzas en los extremos de una barra empujan en lugar de tirar, la barra esta en compresión y el esfuerzo es un esfuerzo de compresión. Se define del mismo modo que la deformación por tensión pero, Ltiene la dirección opuesta.
Esfuerzos Cortantes
Las fuerzas aplicadas a un elemento estructural pueden inducir un efecto de deslizamiento de una parte del mismo con respecto a otra. En este caso, sobre el área de deslizamiento se produce un esfuerzo cortante, o tangencial, o de cizalladura (figura 13). Análogamente a lo que sucede con el esfuerzo normal, el esfuerzo cortante se define como la relación entre la fuerza y el área a través de la cual se produce el deslizamiento, donde la fuerza es paralela al área. El esfuerzo cortante (t) se calcula como
Esfuerzo cortante = fuerza / área
donde se produce el deslizamiento t = F / A
donde, t: es el esfuerzo cortante
F: es la fuerza que produce el esfuerzo cortante
A: es el área sometida a esfuerzo cortante
