A continuación se muestran las diferentes solicitaciones mecánicas de los materiales en función de su comportamiento ante los esfuerzos producidos.
Cuando sometemos a un cuerpo a un esfuerzo de tracción, éste va a sufrir un estiramiento conocido como deformación positiva en ciertas direcciones por efecto de la tracción. Los esfuerzos de tracción van íntimamente relacionados con la elasticidad y plasticidad de los materiales.
Encontramos muchos materiales que se ven sometidos a tracción en los diversos procesos mecánicos, podemos destacar la madera, el hormigón y el acero. Estos materiales por ejemplo van a comportarse de manera diferente ante los esfuerzos de tracción en función de las propiedades de cada uno.
Para medir la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada lentamente se hará un ensayo de tracción, como el que podéis ver en el siguiente vídeo.
Podemos observar en el vídeo en el minuto 3.18, la estricción que sufre el material en la parte posterior, ya que sufre una deformación localizada y a raíz de esto en el final del vídeo observamos la rotura final en esa zona.
Después de traccionar una pieza, si la sometemos a mas esfuerzos de los que soporta, el material se verá sometido a dos tipos de fallos. Por un lado hablaríamos de fractura dúctil, la cual ocurre después de una intensa deformación plástica y se caracteriza por una lenta propagación de la grieta y la fractura frágil, que tiene lugar sin apreciar la deformación y debido a una rápida propagación de una grieta.
-Compresión Es la resultante de las tensiones o presiones que existen dentro de un sólido deformable o medio continuo. Podemos resaltar que debido a la compresión, el cuerpo tiende a reducir el volumen que ocupa y a un acortamiento en determinada dirección.
Como ejemplos de elementos diseñados para resistir esfuerzos de compresión destacamos los pilares y las columnas.
En este vídeo podemos ver la deformación por compresión que sufre el bloque de madera mediante un ensayo.
Una de las particularidades de este esfuerzo es que cuando se somete a compresión una pieza de gran longitud en relación a su sección, se arquea y a este fenónemo lo conocemos como pandeo.
-Torsión Cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico estamos hablando de torsión. Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Como ejemplo podríamos el esfuerzo que sufre una llave al girarla dentro de una cerradura.
distinguiremos dos tipos de torsión, dependiendo de su grado de uniformidad:
Por un lado la torsión uniforme en el que el único esfuerzo presente es un momento torsor constante en toda la pieza y que los extremos de la barra puedan alabear libremente.
Torsión no uniforme es cuando alguna de las cosas expuestas anteriormente no se complan.
Utilizaremos el ensayo de torsión con una barra sujeta rígidamente a un extremo y sometida en el otro a un par aplicado en un plano perpendicular al eje. Esta barra estará sometida a torsión.
La deformación plastica alcanzable con este tipo de ensayos es mucho mayor que en los de tracción y compresión
-cizalla:Es una constante elástica que caracteriza el cambio de forma que experimenta un material elástico(lineal o isótropo) cuando se aplican esfuerzos cortantes.
Un ejemplo de este esfuerzo sería el cortar con unas tijeras, la guillotina para cortar cartones, y en las vigas, la fuerza del peso que sostiene la viga y la fuerza de reaccion que ejerce el pilar o muro para sostener dicho peso.
En este caso, las fuerzas aplicadas tienden a cortarlo o desgarrarla.
-Flexión:Se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. Un ejemplo son las típicas vigas que estan diseñadas para trabajar mediante esfuerzos por flexión, en este caso vigas de hormigón.
Un elemento estará sometido a flexión cuando actuen sobre él cargas que tiendan a doblarlo.
A continuación os detallo un video bastante interesante sobre estos esfuerzos en vigas.
