Torsión

Cuando hace demasiado frio, los materiales tienden a contraerse  y cuando hace calor, los materiales tienden a expandirse. Algunos ejemplos son:

• Las casas techadas de laminas cuando les pega el sol se expanden y cuando hace frio se contrae y otros factores como la lluvia, igual la afectan.
• Los pistones de un motor, se debe de dejar una holgura para cuando ocurra la expansión térmica en un pistón.
• Instalaciones eléctricas, se debe tomar en cuenta el efecto térmico para hacer el tendido de líneas eléctricas.  
• Las vías del tren, los rieles tienen un espaciamiento para las épocas de calor, pues el metal se expande y si las vías están juntas, se perderían las vías pues los metales chocarían. 
•  El espaciamiento en las planchas de concreto, hay una fisura entre las planchas para que el concreto no se rompa. Todos los metales se expanden. 

Para evaluar el esfuerzo térmico, tenemos la siguiente formula:

Donde la elongación debido a la temperatura es el coeficiente de temperatura multiplicado por el cambio en la temperatura, es decir, en delta vamos a agregar la temperatura 1 menos la temperatura dos.  Allí tiene que ser un valor promedio, es decir, si yo cambie de 20 a 40 grados, tenemos que poner los 40 grados centígrados.

Con respecto al esfuerzo térmico se puede relacionar como la elongación térmica multiplicada por la longitud del material. 

Si se quiere ver en grados Fahrenheit, podemos decir que 13*10 a la menos 6 grados Fahrenheit a la menos 1 (Aluminio).

6.5*10 a la -6 grados Fahrenheit  a la -1 (Acero).

En el solidworks, los materiales se encuentran a 20 grados centígrados, el programa ya viene configurado de esa forma. 

Se puede realizar un estudio estático, la cara empotrada se coloca en geometría fija. El coeficiente de expansión térmica del material usado en esta practica es de 8.33e a la -6.

En la operación de temperatura, seleccionamos el cilindro y su cara superior y lo colocamos en grados Fahrenheit.

Ejecutamos el estudio y nos arroja los valores. Los filos del modelo ocasionan problemas referidos a singularidades, para evitar ello se puede añadir un chaflan.

Multiplicar todos los valores por el factor de escalamiento para ver la deformación total.

Interacciones de las vigas

Hay tres interacciones.

1. Force interactions
2. Bending moments: la viga no se dobla, analizamos los pares que ocurren en la viga, se obtiene  mediante el análisis de fuerzas

1. Beam deflection diagram es decir, como se va a doblar y como desarrollar el diseño para evitar las deformaciones. 

A partir de la deflexión de la viga, si se deriva la función de la deflexión de la viga, se obtiene la ecuación de los momentos flexionantes y si derivo eso obtengo las fuerzas que generar esa deflexión.

En esta imagen (a), la viga esta apoyada, el apoyo en R1 es un apoyo fijo, los grados de libertad en el extremo de esa viga estarán bloqueados.

(a)

Estas vigas, están empotras en un solo extremo, se le pueden meter resortes, amortiguadores, etc.

Es una viga con fuerzas que se encuentran fuera de los soportes.

Para realizar las ecuaciones, tenemos que realizar una convención de los signos para facilitar el análisis de la viga.

Para análisis las vigas lo primero que se hace es implementar las condiciones de equilibrio.

La sumatoria de fuerzas en dirección del eje Y debe dar 0 y la sumatoria de momentos con respecto del soporte fijo debe ser 0. Si no se cumplen las condiciones de equilibrio quiere decir que la pieza se esta moviendo.

Se considera negativo cuando esta en contra de las manecillas del reloj. Si el peso esta distribuido hacia arriba es negativo.

Para el momento flexionante, una parábola que va hacia arriba es positivo. 

Se debe definir un intervalo donde el análisis será valido.