Teorías de fallo

Teorías de fallo

Se conocen como teorías de fallo/a o criterios de fallo/a a los criterios usados para determinar los esfuerzos estáticos permisibles en estructuras o componentes de máquinas. Se utilizan diversas formulaciones, dependiendo del tipo de material que se utiliza.

Contenido

Materiales dúctiles

Comparación de las superficies de fluencia para los criterios de Von Mises y Tresca en usando las tensiones principales como coordenadas.

Se considera materiales dúctiles a aquellos que pueden deformarse considerablemente antes de llegar a rotura. Para este tipo de materiales existen dos teorías, la teoría de la máxima tensión cortante y la teoría de la máxima energía de distorsión.

Teoría de la tensión tangencial máxima (Criterio de Tresca)

Esta teoría fue propuesta por Henri Tresca, bajo este criterio una pieza resistente o elemento estructural falla cuando en alguno de sus puntos sucede que:

 \tau_{max} \ge \frac {\sigma_Y}{2}

Siendo:

\sigma_Y \;, la tensión de límite elástico del material de la pieza.
\tau_{max} = (\sigma_1 - \sigma_3)/2\;, la tensión cortante máxima del punto considerado.
\sigma_1, \sigma_3\;, la mayor y la menor tensión principal en el punto considerado.

Teoría de la máxima energía de distorsión (Criterio de Von Mises)

Este criterio puede considerarse un refinamiento del criterio de Tresca. El criterio de la máxima energía de distorsión fue formulado primeramente por Maxwell en 1865[1] y más tarde también mencionado por Huber[2] (1904). Sin embargo, fue con el trabajo de Richard Edler von Mises (1913) que el criterio alcanzó notoriedad, a veces se conoce a esta teoría de fallo elástico basada en la tensión de Von Mises como teoría de Maxwell-Huber-Hencky-von Mises. La expresión propuesta por Von Mises y Hencky, de acuerdo con este criterio una pieza resistente o elemento estructural falla cuando en alguno de sus puntos la energía de distorsión por unidad de volumen rebasa un cierto umbral:

e_{dist} \ge \frac{\sigma_Y}{2E}

En términos de tensiones este criterio puede escribirse sencillamente en términos de la llamada tensión de von Mises como:

\sigma_{VM} = \sqrt{\frac{(\sigma_1-\sigma_2)^2+(\sigma_2-\sigma_3)^2 +(\sigma_3-\sigma_1)^2}{2}} \ge \sigma_Y

Donde:

\sigma_1 \ge \sigma_2 \ge \sigma_3\;, son las tensiones principales en el punto considerado.

Materiales frágiles

Se dice que un material es frágil cuando es muy poca la deformación que presentan antes de romperse. Para este tipo de materiales existen dos teorías, la teoría del máximo esfuerzo normal y el criterio de falla de Mohr.

Teoría del máximo esfuerzo normal

Propuesta por Rankine, bajo este criterio un material frágil fallará si en alguno de sus puntos sucede que:

 \sigma_{max} = max(|\sigma_{I}|,|\sigma_{II}|,|\sigma_{III}|) \ge \sigma\ _u

Criterio de falla de Mohr

En laboratorio una muestra del material se conforma como una viga en rotación a la cual se aplica un momento flector puro, de forma que el esfuerzo varía de tensión máxima a compresión máxima.

Uso en ingeniería civil

En ingeniería civil se utilizan diversos métodos, también denominados de fallo, consistentes en calcular qué cargas producen el fallo de la estructura, determinando la carga admisible mediante un coeficiente de seguridad. Nótese que estas teorias corresponden a la hipotesis de cargas exteriores estáticas, han de aplicarse otros criterios en el caso de que la situacion sea cuasiestática o dinámica.

Referencias

  1. Ford, Advanced Mechanics of Materials, Longmans, London, 1963
  2. Hill, R. (1950). The Mathematical Theory of Plasticity. Oxford, Clarendon Press

Véase también


Wikimedia foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем написать курсовую

Mira otros diccionarios:

  • Tensión de Von Mises — La tensión de Von Mises es una magnitud física proporcional a la energía de distorsión. En ingeniería estructural se usa en el contexto de las teorías de fallo como indicador de un buen diseño para materiales dúctiles. La tensión de Von Mises… …   Wikipedia Español

  • Elemento estructural — Saltar a navegación, búsqueda Un elemento estructural es cada una de las partes diferenciadas aunque vinculadas en que puede ser dividida una estructura a efectos de su diseño. El diseño y comprobación de estos elementos se hace de acuerdo con… …   Wikipedia Español

  • Vuelo 800 de TWA — Para el accidente de un Boeing 707 de TWA en Roma, Italia., véase Vuelo 800 de TWA (1964). Vuelo 800 de TWA Fecha 18 de julio de 1996 Hora 00:31 horas UTC Causa Explosión durante el vuelo Lugar …   Wikipedia Español

  • Holismo confirmacional — El holismo confirmacional, también llamado holismo epistemológico, sostiene que una teoría científica concreta no puede ser demostrada de forma aislada; la demostración de una teoría siempre depende de otras teorías e hipótesis. Por ejemplo, en… …   Wikipedia Español

  • Críticas a la inconmensurabilidad — Saltar a navegación, búsqueda La Teoría de la Inconmensurabilidad fue criticada desde su surgimiento en 1962. La teoría, que sostiene que cuando no hay un lenguaje teórico común es imposible comparar dos teorías y determinar cuál es correcta, fue …   Wikipedia Español

  • Energía oscura — Según estimaciones, resumidas en este gráfico de la NASA, alrededor del 70% del contenido energético del Universo consiste en energía oscura, cuya presencia se infiere en su efecto sobre la expansión del Universo pero sobre cuya naturaleza última …   Wikipedia Español

  • Derrumbe del World Trade Center — El derrumbe del WTC 2, en el Martes negro. El Colapso del World Trade Center se produjo durante los ataques del 11 de septiembre de 2001. Cada una de las dos torres del World Trade Center (WTC) en Nueva York, fue embestida por un avión, que había …   Wikipedia Español

  • Submarino soviético K-129 — Este artículo o sección necesita ser wikificado con un formato acorde a las convenciones de estilo. Por favor, edítalo para que las cumpla. Mientras tanto, no elimines este aviso puesto el 14 de noviembre de 2011. También puedes ayudar… …   Wikipedia Español

  • Trastorno límite de la personalidad — «Borderline» redirige aquí. Para otras acepciones, véase Borderline (desambiguación). Trastorno límite de la personalidad Clasificación y recursos externos …   Wikipedia Español

  • Decadencia del Imperio romano — Saltar a navegación, búsqueda == Para otros usos de este término, véase Decadencia del Imperio romano (desambiguación). La Porta Maggiore de Roma. Grabado de Giovanni Battista Pi …   Wikipedia Español

Compartir el artículo y extractos

Link directo
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”