Cargas
Que son las cargas?
Fuerzas o acciones externas que se aplican sobre un material o estructura y pueden provocar deformación
¿Qué es el esfuerzo en un material?
Es la fuerza interna por unidad de área que se genera dentro de un material cuando se somete a una carga.
¿Qué es la deformación unitaria lineal (o longitudinal) y en qué unidades se miden?
Es el cambio de longitud que experimenta un cuerpo dividido entre su longitud original (E= Delata L / L0).
¿Qué representan los ejes de un diagrama de tracción?
El eje vertical representa el esfuerzo (σ) y el eje horizontal la deformación (ε)
¿Qué es la elasticidad de un material?
Es la capacidad de un material para recuperar su forma y dimensiones originales después de retirar la carga que lo deformó
¿Cómo se clasifican las cargas según el tiempo que actúan sobre un material?
En cargas estáticas y cargas dinámicas.
¿Cuáles son los principales tipos de esfuerzo que puede experimentar un material?
Tensión, compresión, cortante, flexión y torsión.
¿En qué se diferencia la deformación elástica de la deformación plástica a nivel microscópico/atómico?
En la deformación elástica, los átomos se desplazan ligeramente de sus posiciones de equilibrio estables estirando los enlaces interatómicos, pero al retirar la fuerza regresan a su sitio original.
¿Qué ocurre con el material en la zona elástica del diagrama?
El material se deforma, pero al retirar la carga recupera su forma original, siempre que no se supere el límite elástico.
¿Qué ocurre si se supera el límite elástico de un material?
El material comienza a presentar deformación permanente o plástica.
¿Qué diferencia principal existe entre una carga estática y una carga dinámica?
La estática se aplica lentamente o permanece constante, mientras que la dinámica cambia con el tiempo y puede producir efectos de impacto o vibración.
¿Qué tipo de esfuerzo se produce cuando las fuerzas tienden a estirar o alargar un material?
Esfuerzo de tensión
¿Qué mide la deformación unitaria cortante y cómo afecta a un elemento geométrico?
Mide el cambio angular entre dos líneas que inicialmente eran perpendiculares entre sí dentro del material.
¿Qué ocurre con el material en la zona elástica del diagrama?
El material se deforma, pero al retirar la carga recupera su forma original, siempre que no se supere el límite elástico
Además del Módulo de Young, ¿qué otras constantes elásticas se utilizan para caracterizar un material isótropo y cómo se relacionan?
Se utilizan la relación de Poisson (\nu), el módulo de rigidez o cortante (G) y el módulo volumétrico o de compresibilidad (K).
¿Qué son las cargas cíclicas o de fatiga y por qué son peligrosas para los componentes metálicos?
Son cargas que varían de magnitud o dirección de forma repetitiva con el tiempo.
Una columna de concreto soporta el peso de varios pisos de un edificio. ¿Qué tipo de esfuerzo predomina en la columna?
Esfuerzo de compresión, porque las cargas tienden a aplastar o cortar el material.
¿Cómo se relacionan la deformación ingenieril y la deformación real (o verdadera) en grandes deformaciones?
La deformación ingenieril utiliza siempre la longitud inicial de referencia (L0), mientras que la deformación verdadera (Et)
Si una sonda alcanza el esfuerzo máximo de la curva de tracción, ¿qué propiedad o punto del diagrama estamos identificando?
La resistencia última a la tracción, que corresponde al esfuerzo máximo que soporte el material durante el ensayo.
¿Qué limitaciones tiene la teoría de la elasticidad lineal clásica al estudiar materiales compuestos o polímeros?
La elasticidad lineal asume que las propiedades del material son constantes independientes de la dirección (en el caso de ser isotrópicos) y que la relación esfuerzo-deformación es una línea recta invariable.
Desde la perspectiva de la mecánica del medio continuo, ¿cómo se modela matemáticamente una carga volumétrica (como la fuerza de gravedad) frente a una carga de superficie (como una presión de contacto)?
Las cargas volumétricas se expresan como fuerzas por unidad de volumen F, medidas en N/m^3 . Las cargas superficiales se expresan como fuerzas por unidad de área (T), medidas en N/m^2
Una barra está fija por un extremo y en el otro se aplica una fuerza perpendicular a su longitud, haciendo que la barra se curve. ¿Qué tipo de esfuerzo se genera principalmente?
Esfuerzo de flexión, porque la fuerza provoca que el elemento se deforme formando una curvatura.
¿Qué es el tensor de deformaciones infinitesimales y bajo qué supuestos de la cinemática del medio continuo es válido utilizarlo?
Es un tensor simétrico cuyos componentes se definen mediante las derivadas parciales de los desplazamientos espaciales (u, v, w).
En un diagrama de tracción, ¿cómo se llama el punto a partir del cual el material comienza a presentar una deformación permanente, aunque se retire la carga?
El punto o límite de fluencia.
En la formulación matemática de la elasticidad lineal tridimensional, ¿cuántos coeficientes elásticos independientes tiene la matriz de rigidez (tensor constitutivo)?
Para un material totalmente anisótropo (triclínico), el tensor constitutivo generalizado de orden 4 posee 21 constantes elásticas independientes debido a las simetrías termodinámicas de energía de deformación.