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RESISTENCIA DE MATERIALES

Resistencia de los materiales

Es una disciplina de la ingeniería mecánica, la ingeniería estructural y la ingeniería industrial que estudia la mecánica de sólidos deformables mediante modelos simplificados. La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo.

Esfuerzos normales

Cuando una fuerza P actúa a lo largo de una barra su efecto sobre la misma depende no solo del material sino de la sección transversal que tenga la barra, de tal manera que a mayor sección mayor será la resistencia de la misma. Se define entonces el esfuerzo axial o normal como la relación entre la fuerza aplicada y el área de la sección sobre la cual actúa. O en otros términos como la carga que actúa por unidad de área del material.

Deformaciones axiales

El alargamiento total que sufre la barra se representa con la letra griega d (Deformación total) Por tanto, la deformación unitaria será:

Ley de Hooke

Robert Hooke en su libro de potencia restituida (1679), estableció la famosa Ley que relaciona fuerzas y deformaciones. Con un sencillo dispositivo en el cual aún plato se le van agregando pesos y se van midiendo las deformaciones producidas progresivamente en el resorte encontró una proporcionalidad directa entre los pesos aplicados y las deformaciones. A partir de un ensayo en el laboratorio puede graficarse la variación de la Fuerza vs la Deformación total: Ley establecida originalmente por Hooke:

Deformaciones por corte

Al producirse una distorsión como la que se ve en la figura, la deformación está dada por la variación angular que sufre el elemento al ser deformado por el esfuerzo cortante. En el rango elástico lineal del material se ha encontrado relación directa entre los esfuerzos cortantes y las deformaciones angulares sufridas por el elemento.

TERMODINÁMICA PROPIEDADES

Termodinámica

La termodinámica es la disciplina que dentro de la ciencia madre, la Física, se ocupa del estudio de las relaciones que se establecen entre el calor y el resto de las formas de energía. Entre otras cuestiones la termodinámica se ocupa de analizar los efectos que producen los cambios de magnitudes tales como: la temperatura, la densidad, la presión, la masa, el volumen, en los sistemas y a un nivel macroscópico.

La base sobre la cual se ciernen todos los estudios de la termodinámica es la circulación de la energía y como ésta es capaz de infundir movimiento.

Propiedades intensivas

Son aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño de un cuerpo, por lo que el valor permanece inalterable al dividir el sistema inicial en varios subsistemas, por este motivo no son propiedades aditivas.

• Temperatura (T). 
• Volumen específico (Ve). 
• Índice de refracción. 
• Volumen molar. 
• Presión (p). 
• Voltaje (v). 
• Densidad (d). 

Propiedades extensivas

Las propiedades extensivas son aquellas que dependen de la cantidad de materia considerada y son aditivas. Entre ellas tenemos el peso, el volumen y la masa. Son aditivas porque los valores de una misma propiedad extensiva se pueden sumar.

En general el cociente entre dos magnitudes extensivas nos da una magnitud intensiva, por ejemplo la división entre masa y volumen nos da la densidad.

• Energía interna (U). 
• Capacidad calorífica (C). 
• Peso (P) 
• Entalpía (H) 
• Entropía (S). 
• Volumen (V). 
• Trabajo (W). 

Densidad Fórmula

Presión Fórmula


Trabajo Fórmula

FUNCIONAMIENTO DE UNA CAJA DE CAMBIOS

Declaración

• Eje de transmisión principal 
• Selectores 
• Palanca 
• Piñones 
• Piñón de marcha atrás 
• Eje intermedio 

Asignación

Eje de transmisión principal: Este elemento gira cuando recibe el movimiento desde el motor, debido a la acción del embrague cuando se acopla con caja de cambios. 

Selectores: Son horquillas que desplazan hacia adelante y atrás para elegir el piñón que corresponda según la marcha seleccionada mediante la palanca de cambios. 

Palanca la palanca de cambios: Es la parte más visible del conjunto. Bajo el pomo y la vara metálica, cuenta con una bola en su base que se alinea con una ranura en la barra selectora para que la posición no varíe hasta que el conductor decida cambiar. 

Piñones: Son ruedas dentadas que corresponden a cada una de las marchas con las que cuenta una caja de cambios. Su tamaño y posición determinan la velocidad a la que girarán y el par motor que transmitirán finalmente al eje o ejes motrices del vehículo. 

Piñón de marcha atrás: Cuando se selecciona el piñón de la marcha de atrás, este se interpone en el tren de engranajes, con el objetivo de invertir el sentido normal al que gira el eje principal. 

Eje intermedio: Es el elemento que transmite el movimiento desde el eje de entrada hasta el eje principal. 

Proceso

La palanca de cambios es accionada por el conductor y se encuentra conectada a una serie de barras de selector, en la parte superior o lateral de la caja de cambios. Las barras yacen en paralelo con los ejes que llevan los diferentes piñones. 

El diseño más normal es la caja de cambios de engranaje constante. Ésta cuenta con tres ejes: el eje de entrada, el eje intermedio y el eje principal. 

El motor acciona al eje de entrada, el cual impulsa al eje intermedio. El eje intermedio gira los engranajes en el eje principal, aunque éstos giran libremente hasta que se bloquean por medio del dispositivo sincronizador, que está calzado al eje. 

El dispositivo sincronizador es el que realmente acciona el conductor, a través de una barra selectora con una horquilla que mueve el sincronizador para engranar la marcha. 

El anillo sincronizador, un dispositivo de retardo, es el 'refinamiento' final en la caja de cambios. Evita el acople de un cambio hasta que las velocidades del eje se sincronizan. 

En algunos automóviles se incluye un cambio adicional, llamado overdrive. Es más alto que el cambio superior, por lo que de esta manera brinda una conducción más económica. 

Resultado

Una caja de cambio que transmitirá la fuerza del motor a través de los engranajes. 

DISCIPLINA

• Puntualidad
• Orden
• Respeto
• Limpieza
• Perseverancia 

OBJETIVOS A CINCO AÑOS

Terminar la carrera de ingeniería mecánica y eléctrica manteniéndome dentro del tercio superior y estar capacitado para cumplir cualquier trabajo en el cual pueda poner en práctica todos los conocimientos adquiridos durante los cinco años de estudio. Mejorar la imagen que existe hoy de mi facultad promoviendo el estudio, mediante la presentación de proyectos en distintos congresos.