Modulo resistente de secciones de materiales no férricos

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Modulo resistente de secciones de materiales no férricos

Notapor tor_nero » 29 Ene 2011, 16:01

Muy buenas, el modulo resistente de cualquier perfil tiene su fórmula de cálculo.
El acero tiene la misma resistencia a la tracción que a compresión aproximadamente, por eso se le estima la linea neutra en el centro, pero que ocurre en materiales como plásticos o aleaciones no férricas en los que son muy diferentes las resistencias de tracción y compresión. ¿Como se calcula el modulo resistente de las secciones?
Última edición por tor_nero el 31 Ene 2011, 08:54, editado 1 vez en total
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Re: Momento resistente de secciones de materiales no férrico

Notapor KTURKK » 29 Ene 2011, 21:14

tor_nero escribió:M
El acero tiene la misma resistencia a la tracción que a compresión aproximadamente, por eso se le estima la linea neutra en el centro.


No entiendo esa afirmación que haces.

La línea neutra de un perfil no tiene porque estar en el centro. La posición de la línea nuetra depende del estado de cargas. Si una sección está sometida, por ejemplo a tracción y a flexión, la posición de la línea neutra no coincidirá con los ejes de simetría, es decir no estará en el centro.


El "momento resistente" de una sección respecto del eje "K" (por poner un ejemplo) se calcula dividiendo el momento de inercia de la sección respecto del eje K entre la distancia de la fibra más cargada (de la sección) al eje K.
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Re: Momento resistente de secciones de materiales no férrico

Notapor tor_nero » 29 Ene 2011, 23:30

KTURKK escribió:
tor_nero escribió:M
El acero tiene la misma resistencia a la tracción que a compresión aproximadamente, por eso se le estima la linea neutra en el centro.


No entiendo esa afirmación que haces.

La línea neutra de un perfil no tiene porque estar en el centro. La posición de la línea nuetra depende del estado de cargas. Si una sección está sometida, por ejemplo a tracción y a flexión, la posición de la línea neutra no coincidirá con los ejes de simetría, es decir no estará en el centro.


El "momento resistente" de una sección respecto del eje "K" (por poner un ejemplo) se calcula dividiendo el momento de inercia de la sección respecto del eje K entre la distancia de la fibra más cargada (de la sección) al eje K.


Me autocorrijo, me refiero que la linea neutra de un perfil simétrico de acero sometido a flexión esta en el centro del perfil, pero supongo que no estará en el centro si este mismo perfil es de otro material en el que no sean sus valores de resistencia a la tracción y a la compresión iguales. Si al eje "K" llamas tú al eje neutro (no estoy puesto en estos temas) ¿Como se calcula el eje K en perfiles simétricos de otros materiales, que estén única y exclusivamente sometidos a flexión. Saludos
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Re: Momento resistente de secciones de materiales no férrico

Notapor KTURKK » 30 Ene 2011, 02:38

tor_nero escribió:
Me autocorrijo, me refiero que la linea neutra de un perfil simétrico de acero sometido a flexión esta en el centro del perfil, pero supongo que no estará en el centro si este mismo perfil es de otro material en el que no sean sus valores de resistencia a la tracción y a la compresión iguales. Si al eje "K" llamas tú al eje neutro (no estoy puesto en estos temas) ¿Como se calcula el eje K en perfiles simétricos de otros materiales, que estén única y exclusivamente sometidos a flexión. Saludos


La tensión se calcula dividiendo el momento flector entre el módulo resistente. El momento flector es función del estado de cargas. El módulo resistente es función de las dimensiones de la sección donde estás calculando la tensión. La línea neutra se define como el eje donde la tensión es igual a 0. Como la tensión sobre la sección no depende de la resistencia de la misma, la posición de la línea neutra tampoco.

Si una sección está sometida unicamente a flexión, la línea nuetra coindice con el eje respecto del cual se está aplicando el momento flector.
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Re: Momento resistente de secciones de materiales no férrico

Notapor tor_nero » 30 Ene 2011, 10:35

Bien, pongamos un problema-ejemplo porque no lo veo claro.

Tenemos 2 barras empotradas cuadradas de 1metro de largox10cm de lado, una es de acero y la otra de otro material ¿Con que fuerza aplicada en la misma punta se rompen?

Resistencia a la tracción del acero: 5.000Kp/cm Idem de su resistencia a la compresión.

Resistencia a la tracción del otro material: 2.000Kp/cm y 1.000Kp/cm de resistencia a compresión

Momento resistente de la sección cuadrada: bxbxb/6 = 166,6

Momento flectormaximo= Tensión de roturaxMomentoresistente = 5.000x166,6= 833.000

Fuerza=Momento flector/Distancia(barra empotrada)= 833.000/100cm= 8.330Kp para romper la barra de acero



Ahora bien como se procede con la barra de otro material? Que tensión unitaria de rotura hay que tomar?¿
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Re: Momento resistente de secciones de materiales no férrico

Notapor KTURKK » 30 Ene 2011, 13:29

Te hago un dibujo:
No tiene los permisos requeridos para ver los archivos adjuntos a este mensaje.
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Re: Momento resistente de secciones de materiales no férrico

Notapor tor_nero » 30 Ene 2011, 16:54

KTURKK escribió:Te hago un dibujo:
Con lo que entiendo que la tensión máxima que hay tomar para este calculo concreto, es la resistencia a la compresión del otro material, (1000Kp/cm). Con lo cual tenemos que la barra del otro material aguantaría 5 veces menos ¿No?
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Re: Momento resistente de secciones de materiales no férrico

Notapor KTURKK » 30 Ene 2011, 17:28

Efectivamente, pero la línea neutra en los dos casos es la misma.
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Re: Momento resistente de secciones de materiales no férrico

Notapor tor_nero » 30 Ene 2011, 18:02

KTURKK escribió:Efectivamente, pero la línea neutra en los dos casos es la misma.


Gracias, por el aporte, no estoy familiarizado con estos cálculos y solo los utilizo junto con los de torsión para aceros y muy exporadicamente. Un saludo de nuevo :brindis
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Re: Modulo resistente de secciones de materiales no férricos

Notapor jrccp » 03 Feb 2011, 22:17

En el caso que indicas, de una carga a flexión, si es válido comparar el exfierzo normal debido a la flexión con la resistencia del material. Si hubiera torsión habría que recurrir a otros modelos de cálculo.

Al ser un perfil simétrico, las tensiones que se alcanzan son iguales a trracción que a compresión, y la zona más debil es la de menor resistencia. En otros casos es necesario verificar si el fallo será por tracción o por compresión.
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Re: Modulo resistente de secciones de materiales no férricos

Notapor tor_nero » 03 Feb 2011, 22:47

jrccp escribió:En el caso que indicas, de una carga a flexión, si es válido comparar el exfierzo normal debido a la flexión con la resistencia del material. Si hubiera torsión habría que recurrir a otros modelos de cálculo.

Al ser un perfil simétrico, las tensiones que se alcanzan son iguales a trracción que a compresión, y la zona más debil es la de menor resistencia. En otros casos es necesario verificar si el fallo será por tracción o por compresión.


Cuando dices torsión te refieres a combinada con flexión?

Según tengo entendido los esfuerzos de torsión y flexión combinados no influyen apreciablemente en la resistencia del material, en comparación de estos mismos esfuerzos en solitario.

Para calcular la resistencia a torsión de cada material, habría como es lógico que saber su resistencia a la torsión unitaria.
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Re: Modulo resistente de secciones de materiales no férricos

Notapor jrccp » 03 Feb 2011, 23:23

tor_nero escribió:
jrccp escribió:En el caso que indicas, de una carga a flexión, si es válido comparar el exfierzo normal debido a la flexión con la resistencia del material. Si hubiera torsión habría que recurrir a otros modelos de cálculo.

Al ser un perfil simétrico, las tensiones que se alcanzan son iguales a trracción que a compresión, y la zona más debil es la de menor resistencia. En otros casos es necesario verificar si el fallo será por tracción o por compresión.


Cuando dices torsión te refieres a combinada con flexión?

Según tengo entendido los esfuerzos de torsión y flexión combinados no influyen apreciablemente en la resistencia del material, en comparación de estos mismos esfuerzos en solitario.

Para calcular la resistencia a torsión de cada material, habría como es lógico que saber su resistencia a la torsión unitaria.


Si combinas un esfuerzo normal debido a flexión o tracción, con un esfuerzo cortante debido a torsión, el esfuerzo normal máximo (esfuerzo principal) que soporta la pieza en cuestión, es superior al de flexión o tracción. Se puede determinar con las fórmula clásica del circulo de Mhor.

Además, la comparación de ese esfuerzo normal máximo con la resitencia, es la denominada Teoría del Esfuerzo Normal Máximo y no dá buenos resultadas cuando en un estado tensiónal plano, los esfuerzos principales tienen diferente signo, tal y como sería en el caso mencionado. Es más fiable la teoría del esfuerzo cortante máximo o calcular el esfuerzo de Von Misses y compararlo con la resistencia. Pero si el material tiene diferentes resistencias a comprasión y a tracción, habría que utilizar otras teorías de fallo.
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Re: Modulo resistente de secciones de materiales no férricos

Notapor tor_nero » 03 Feb 2011, 23:46

jrccp escribió:
tor_nero escribió:
jrccp escribió:En el caso que indicas, de una carga a flexión, si es válido comparar el exfierzo normal debido a la flexión con la resistencia del material. Si hubiera torsión habría que recurrir a otros modelos de cálculo.

Al ser un perfil simétrico, las tensiones que se alcanzan son iguales a trracción que a compresión, y la zona más debil es la de menor resistencia. En otros casos es necesario verificar si el fallo será por tracción o por compresión.


Cuando dices torsión te refieres a combinada con flexión?

Según tengo entendido los esfuerzos de torsión y flexión combinados no influyen apreciablemente en la resistencia del material, en comparación de estos mismos esfuerzos en solitario.

Para calcular la resistencia a torsión de cada material, habría como es lógico que saber su resistencia a la torsión unitaria.


Si combinas un esfuerzo normal debido a flexión o tracción, con un esfuerzo cortante debido a torsión, el esfuerzo normal máximo (esfuerzo principal) que soporta la pieza en cuestión, es superior al de flexión o tracción. Se puede determinar con las fórmula clásica del circulo de Mhor.

Además, la comparación de ese esfuerzo normal máximo con la resitencia, es la denominada Teoría del Esfuerzo Normal Máximo y no dá buenos resultadas cuando en un estado tensiónal plano, los esfuerzos principales tienen diferente signo, tal y como sería en el caso mencionado. Es más fiable la teoría del esfuerzo cortante máximo o calcular el esfuerzo de Von Misses y compararlo con la resistencia. Pero si el material tiene diferentes resistencias a comprasión y a tracción, habría que utilizar otras teorías de fallo.


Pues tenia entendido que no era así, colgaré el documento en cuanto regrese a casa. Un Saludo.
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Re: Modulo resistente de secciones de materiales no férricos

Notapor KTURKK » 04 Feb 2011, 00:36

jrccp escribió:En el caso que indicas, de una carga a flexión, si es válido comparar el exfierzo normal debido a la flexión con la resistencia del material. Si hubiera torsión habría que recurrir a otros modelos de cálculo.

Al ser un perfil simétrico, las tensiones que se alcanzan son iguales a trracción que a compresión, y la zona más debil es la de menor resistencia. En otros casos es necesario verificar si el fallo será por tracción o por compresión.


La duda que había planteado tornero_ había quedado perfectamente aclarada. Con tu comentario, creo que puedes confundirlo.

Un apunte: Se dice: "tensión normal debido a flexión" no "esfuerzo normal debido a flexión".

Además en el ejercicio planteado se estaba hablando de flexión.

Para la aclaración de tonero_:

- Si hay solo flexión: la fibra más cargada es la que te he indicado en el dibujo que he colgado.

- Si hay torsión+flexión: El punto crítico (el punto más solicitado de la sección) va estar sobre la fibra comentada en el punto anterior. El fin de semana subo una imagen sobre la distribución de las tensiones cortantes en secciones cuadradas/rectangulares sometidas a torsión y mediante un dibujo te digo cual es el punto más crítico cuando hay combinación de flexión y torsión.
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Re: Modulo resistente de secciones de materiales no férricos

Notapor tor_nero » 04 Feb 2011, 00:42

http://www.uclm.es/profesorado/porrasys ... Tema03.pdf

En la pagina 27 del texto aparecen combinadas la torsión y la flexión, pero no entiendo bien la forma de calcular la influencia de una en la otra, y estoy totalmente convencido de que mi idea primera de que las tensiones cortantes o torsiones no influyen en los esfuerzos normales, es errónea. Espero impaciente aclaraciones al respecto.
Por lo demás la duda y la forma de calculo de las flexiones puras y compuestas quedó totalmente despejada.
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