Mecánica de Materiales - Repositorio UTEQ

Tracción en la mecánica de materiales

Introducción

Luego, en el panel lateral izquierdo, haga clic derecho en Compartir y seleccione el comando Aplicar/Editar material. Se abre la ventana de la biblioteca de materiales, seleccione el material de aleación de acero. Cuando se complete la simulación, haga clic derecho en el panel izquierdo en Tensiones y seleccione la opción Editar definición.

Esfuerzo cortante

Sin embargo, se debe especificar la tensión normal aplicada; para verificarla, haga clic derecho en el panel izquierdo Tensiones y seleccione la opción Cortar. Cuando se complete la simulación, haga clic derecho en Tensiones en el panel izquierdo y seleccione la opción Editar definición.

Esfuerzos normales y cortantes en superficies oblicuas

Luego, en el panel de la izquierda, haga clic derecho en Tensiones y seleccione la opción Editar definición, seleccione la opción SZ: Z tensión normal 23 Figura 25. Configuración de gráficos de tensión normal en el Ejercicio 3 Paso 3: En el panel de la izquierda izquierda derecha haga clic en Voltaje y seleccione la opción Cortar.

Deformación unitaria

Luego, en la pestaña Definición, en la lista desplegable, seleccione la opción SZ: Esfuerzo normal de Z, en unidades de MPa. Luego, en la pestaña Definición, seleccione la opción EPSZ de la lista desplegable: Voltaje normal de la unidad en dir.

Deformación en elementos cargados axialmente

Luego, en el panel lateral izquierdo, haga clic derecho en Pieza y seleccione el comando Aplicar/Editar material, se abrirá la ventana de la biblioteca de materiales. Cuando finalice la simulación, haga clic derecho en Desplazamientos en el panel de la izquierda y seleccione la opción Editar definición, y luego en el nuevo panel, de la lista desplegable, seleccione la opción UZ: Desplazamiento Z, en unidades de mm.

Estructuras estáticamente indeterminadas

Luego, en el panel de la izquierda, haga clic derecho en el componente y seleccione el comando Aplicar/Editar material. Se abre la ventana de la biblioteca de materiales. Seleccione el material aleación de aluminio 1060 y acero aleado para los segmentos principal e inferior respectivamente. Configuración del gráfico de desplazamiento en el Ejercicio 6 Paso 8: Para la comparación y verificación de esta deformación obtenida en el punto B, vaya al panel de la izquierda, haga clic derecho en Desplazamientos y seleccione la opción Iso-Superficies, asegúrese de hacer clic en Invertir. El botón presiona la dirección y mueve el botón hacia la izquierda.

Efectos térmicos

Luego, en el panel de la izquierda, haga clic derecho en Pieza y seleccione el comando Aplicar/Editar materiales, copie los materiales Aleaciones de aluminio (2014-T6), Aleaciones de cobre (Bronce de aluminio), Acero (AISI 304) y péguelos en un nuevo Carpeta de materiales personalizados. Configuración de parámetros de simulación en el ejercicio 7 Paso 7: En el panel de la izquierda, haga clic derecho en Malla y seleccione la opción Crear y ejecutar malla.

Elementos con cambios de sección

Luego hace clic derecho en el panel en el lado izquierdo de Piece y selecciona el comando. En el panel de la izquierda, haga clic derecho en Cargas externas y seleccione el comando Forzar.

Torsión en la mecánica de materiales y Diagramas de Fuerzas

Nociones básicas de la torsión

Un componente que cumple esta función es el eje trasero de un tractor, donde se transmite un movimiento de giro a las ruedas del vehículo, como se muestra en la Figura 68. Cuando se aplica un torque, se desarrollan esfuerzos cortantes que, si son excesivos, pueden producir una deformación torsional que conduce a la falla de un elemento (Mott & Untener, 2018a).

Elementos prismáticos de sección circular

Luego, en el panel izquierdo, haga clic derecho en la pieza y seleccione el comando Aplicar/Editar material, se abrirá la ventana de la biblioteca de materiales, copie el material de aleación de aluminio 1060 y péguelo en una nueva carpeta. 75 Paso 4: En el panel del lado izquierdo, haga clic derecho en Luminarias y seleccione el comando Rodillo / Deslizador, marque la superficie cilíndrica de las dos secciones. Configuración del plano de corte de tensión en el ejercicio 11 Paso 8: en el panel izquierdo, haga clic con el botón derecho en Tensiones y seleccione la opción Identificar valores, marque la opción En entidades seleccionadas y luego seleccione individualmente cada sólido de.

Elementos prismáticos de sección no circular

Secciones elípticas
Secciones triangulares
Secciones rectangulares

En las secciones transversales de un triángulo equilátero, los esfuerzos cortantes máximos se distribuyen en el punto medio de cada uno de los lados como se muestra en la Figura 98. En las secciones transversales rectangulares, los esfuerzos cortantes máximos se distribuyen en el punto medio de los lados más cercanos al eje centroidal como se muestra en la Figura 99 Luego, en el panel izquierdo, haga clic derecho en Pieza y seleccione el comando Aplicar/Editar material, se abrirá la ventana de la biblioteca de materiales de SolidWorks, seleccione el material de aleación de aluminio 6061-T6.

Elementos prismáticos de pared delgada

El valor de Am corresponde al área debajo de la línea de tensión media. Luego haga clic derecho en Pieza en el panel izquierdo y seleccione el comando Aplicar/Editar material, se abrirá la ventana de la biblioteca de materiales, copie el material Aluminio 2014-T6. Configuración del nivel de intersección de voltaje en el ejercicio 14 Paso 9: Haga clic derecho en el panel izquierdo en Voltajes y seleccione la opción Identificar valores, luego marque puntos a lo largo de la sección vertical, luego haga clic en la parte inferior en el botón de gráfico, ubíquese en el valor pico más alto donde se muestra un valor de esfuerzo cortante máximo de 27.6 MPa, repitiendo estos pasos para el caso de la sección curva, se observa un esfuerzo cortante máximo de 51.32 MPa.

Definición de Diagrama de Fuerza cortante y Momento Flector

104 Paso 6: En el panel izquierdo, haga clic derecho en Cargas externas y seleccione el comando Forzar. Luego, en el panel izquierdo, haga clic derecho en Aparatos y seleccione el comando Geometría fija. Luego, en el panel de la izquierda, haga clic derecho en Parte y seleccione el comando Tratar como radio.

Flexión y Esfuerzos combinados

Nociones básicas de flexión

Se considera que un elemento prismático sufre flexión pura cuando presenta pares iguales y opuestos actuando en un mismo plano longitudinal (Santos & Reyes, 2015). Las fuerzas cortantes asumen forma parabólica, siendo máximas en el eje neutro y nulas en los puntos extremos. Las tensiones normales asumen una forma triangular, siendo máximas en los extremos y nulas en el eje neutro.

Tipos de flexiones

Flexión simple
Flexión desviada
Flexión compuesta

Identificación de las deformaciones resultantes en el Ejercicio 17 Paso 14: En el panel izquierdo, haga clic derecho en Desplazamientos, seleccione la opción Editar definición, luego en el nuevo panel seleccione la opción UY de la lista desplegable: Desplazamiento Y, en unidades de mm . Luego, en el panel de la izquierda, haga clic derecho en Pieza y seleccione el comando Aplicar/Editar material. Se abre la ventana. Luego, en el nuevo panel, en la lista desplegable, seleccione Flexión en directorio.

Vigas compuestas

Asignación de materiales a características exteriores en el ejercicio 20 Paso 5: En el panel izquierdo, haga clic con el botón derecho en Elementos fijos y seleccione el comando Elementos fijos avanzados, use la opción Usar geometría de referencia, resalte las 6 caras de los extremos y una referencia de las caras de los extremos. Configuraciones para crear materiales en el Ejercicio 20 Paso 3: Vaya al panel izquierdo Materiales definidos y haga clic en el material C14, luego cambie el valor del módulo de elasticidad a 1800 ksi y marque la casilla Es simétrico. Configuración de dimensiones de barra en el ejercicio 20 Paso 5: Vaya al menú Análisis y haga clic en la opción Configuración deformada y en Casos de carga.

Flexión inelástica de vigas

Cuando se excede el límite elástico para un material nodular, la relación tensión-deformación se vuelve no lineal, lo que significa que las condiciones de la teoría de flexión lineal no son aplicables para este caso (Dias da Silva, 2006). Por esta razón se deben definir ciertas idealizaciones para el análisis de vigas a flexión, si consideramos un elemento rectangular como se muestra en la figura, debe existir un momento flector máximo aplicado para que el elemento permanezca totalmente elástico y a medida que aumenta, se forman zonas plásticas. se forman desde los extremos donde las tensiones son mayores, que se extienden hacia la fibra neutra del soporte. Dependiendo de la distribución de plasticidad en la viga, existe una región llamada núcleo elástico, que se mide desde la línea de fibra neutra hasta el punto donde el material es plástico.

Esfuerzos residuales

Luego, en el panel lateral izquierdo, haga clic derecho en Pieza y seleccione el comando Aplicar/Editar material, se abrirá la ventana de la biblioteca de materiales y creará un nuevo material con los parámetros que se muestran. 158 Paso 3: Cree un boceto en una de las caras laterales del elemento creado dibujando una línea vertical desde la mitad de la viga. Cuando se complete la simulación, en el panel izquierdo, haga clic derecho en Tensiones, seleccione la opción Editar definición y luego, en el nuevo panel, de la lista desplegable, seleccione la opción SZ: Con la tensión normal en unidades MPa, como en la pestaña Intervalo, especifique un valor de 0,5 s, y en la pestaña Opciones gráficas en forma de número flotante con un valor de 2 decimales.

Definición de esfuerzo combinado

Seleccione la línea central dibujada en la barra, haga clic en Actualizar, mientras que en la sección Opciones de informe marque el icono Trazar. Considerando un elemento prismático sometido a cargas de tracción, flexión y torsión, si de él se extrae una pequeña pieza en forma de cubo y se analizan los componentes existentes en un punto arbitrario, se puede demostrar una distribución de esfuerzos normal y cortante como se muestra en la Figura 211. Las tensiones normales σx y σy son positivas cuando el elemento está en tensión y negativas cuando está en compresión, mientras que las tensiones cortantes son positivas cuando actúan sobre un plano positivo y en la dirección positiva de un eje. , y negativo cuando actúa sobre una cara positiva y en el sentido negativo de un eje (Goodno, Barry, J & Gere, 2018).

Círculo de Mohr

Luego haga clic derecho en Malla en el panel lateral izquierdo y seleccione Crear malla, asigne una malla fina y marque la casilla Parámetros de malla, seleccione la opción Malla basada en curvatura y acepte. Configuración del segundo gráfico de tensión en el ejercicio 22 Paso 10: Haga clic con el botón derecho en Resultados en el panel izquierdo, seleccione la opción Ecuaciones de resultados, luego coloque la ecuación como se muestra en la siguiente imagen y acepte. Configuración del segundo gráfico de tensión en el ejercicio 24 Paso 12: Haga clic con el botón derecho en Resultados en el panel izquierdo, seleccione la opción Ecuaciones de resultados, luego coloque la ecuación como se muestra en la siguiente imagen y acepte.

Recipientes a presión

Nociones básicas de los recipientes a presión

Los recipientes a presión se utilizan en la industria para almacenar líquidos a alta presión, normalmente construidos con geometría cilíndrica o esférica. Algunos ejemplos de recipientes a presión son cascos de presión submarinos, recipientes de contención de reactores nucleares, calderas, tanques de almacenamiento, tuberías, bombas, entre otros dispositivos (Ross et al., 2021).

Esfuerzos en recipientes de presión de pared delgada

Recipientes a presión cilíndricos
Esfuerzos en recipientes de presión de pared gruesa

Recipientes a presión esféricos

180 Paso 3: En el menú del lado izquierdo, muestre la carpeta de sólidos, haga clic derecho y seleccione la opción Eliminar/Mantener sólido. 184 Paso 11: En el panel de la izquierda, haga clic derecho en Resultados, seleccione la opción Definir gráfico de tensión, luego en el nuevo panel, configure de la misma manera que en el paso anterior, pero ahora seleccione la opción P2: Segunda tensión principal de la lista desplegable. 194 Paso 9: Haga clic derecho en Malla en el panel lateral izquierdo y seleccione Crear malla, asigne una malla fina y marque la casilla Parámetros de malla, seleccione la opción Malla basada en curvatura y acepte.