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Actividad 2-Mecanica de materiales - Salvador Hdz

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Universidad Autónoma de Nuevo León
Facultad de ingeniería mecánica y eléctrica
Mecánica de materiales
Actividad #2
Alumno: 
Matrícula:
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Encuentre y explique la definición de los siguientes conceptos, complemente con alguna imagen, ecuación o diagrama con respecto al termino.
1.Torsión
En el ámbito de la ingeniería, la torsión mecánica consiste en la aplicación de un momento de fuerza sobre el eje longitudinal de una pieza prismática.
La barra de torsión se emplea en los automóviles para conectar los ejes de la suspensión. Esta pieza de acero busca conseguir que el chasis se mueva lo menos posible cuando el vehículo gira. La barra de torsión, de este modo, incrementa la estabilidad del automóvil al conservar sin alteraciones su geometría.
Los resortes de torsión, por otra parte, trabajan mediante giros. De este modo, almacenan energía mecánica al ser girados, que luego devuelven cuando se liberan. Las trampas que se utilizan para cazar ratones, iguales que aquellas que suelen verse en las series de dibujos animados o caricaturas, funcionan con resortes de torsión.
2.Esfuerzo cortante de ejes circulares
Cuando un par de torsión externo se aplica sobre un eje, éste genera un par de torsión correspondiente.
Si el material es elástico lineal, entonces se aplica la ley de Hooke.
En consecuencia, cualquier variación lineal en la deformación cortante conducirá a una correspondiente variación lineal en el esfuerzo cortante a lo largo de cualquier línea radial ubicada en la sección transversal.
Esta ecuación expresa la distribución del esfuerzo cortante sobre la sección transversal en función de la posición radial ρ del elemento.
hora es posible aplicar la condición de que el par de torsión producido
por la distribución de esfuerzos sobre toda la sección transversal sea
equivalente al par de torsión interno resultante T en la sección, lo cual
mantendrá al eje en equilibrio
3.Momento polar de inercia
Es una cantidad utilizada para predecir habilidad para resistir la torsión del objeto, en los objetos (o segmentos de los objetos) con un invariante circular de sección transversal y sin deformaciones importantes o fuera del plano de deformaciones.
· Se utiliza para calcular el desplazamiento angular de un objeto sometido a un par.
· Es análogo a la zona de momento de inercia que caracteriza la capacidad de un objeto para resistir la flexión.
· Momento polar de inercia no debe confundirse con el momento de inercia, que caracteriza a un objeto de la aceleración angular debido a la torsión.
· El SI la unidad de momento polar de inercia, como el momento en la zona de la inercia, es metro a la cuarta potencia (^4m).
El momento polar de inercia aparece en las fórmulas que describen torsión a la tensión y el desplazamiento angular.
Donde T es el par, r es la distancia desde el centro y Jz es el momento polar de inercia. En un eje circular, el esfuerzo cortante es máxima en la superficie del eje (ya que es donde el par es máximo):
4.Módulo de elasticidad de corte
El módulo de corte, o el módulo de rigidez, se deriva de la torsión de una probeta cilíndrica. Describe la respuesta del material al esfuerzo cortante. 
Podemos extender la misma idea de relacionar el esfuerzo con la deformación y las aplicaciones de corte en la región lineal, relacionando el esfuerzo de corte con la deformación de corte para crear la ley de Hooke para el esfuerzo de corte:
Para materiales isotrópicos dentro de la región elástica, puede relacionar la relación de Poisson (ν), el módulo de elasticidad de Young (E) y el módulo de elasticidad de corte (G):
5.Deformación angular en ejes circulares
· El par de torsión es un momento que tiende a torcer un elemento sobre su eje longitudinal.
· Su efecto es de gran importancia en el diseño de ejes o árboles de transmisión utilizados en vehículos y maquinarias.
Observe que:
· La torsión ocasiona que los círculos se conserven como círculos y que cada línea longitudinal de la cuadrícula se deforme en una hélice que interseca los círculos en ángulos iguales.
· Las secciones transversales de los extremos a lo largo del eje seguirán siendo planas.
· Las líneas radiales se conservan rectas durante la deformación
II. Resolver los siguientes problemas. Pueden ser contestados a mano o sobre el mismo documento.
Calcular el mínimo diámetro de un árbol de acero que, sometido a un momento torsionante de 14 KN-m, no debe experimentar una deformación angular superior a 3° en una longitud de 6 m. ¿Cuáles entonces el esfuerzo cortante máximo que aparecerá en él? Use G=83 GN/m2.
Solución
Sabemos que: 
Entonces igualamos las dos ecuaciones para poder obtener d:
Además:
2-La flecha sólida tiene un diámetro de 0.75 pulg. Si está sometida a los pares mostrados, determine el esfuerzo cortante máximo generado en las regiones BC y DE de la flecha, los cojinetes en A y F permiten la rotación libre de la flecha.
Corte en BC
Corte en DE

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