Unidad 2. Esfuerzo y deformación

Concepto de deformación

Aunque la estática lo considera así, las estructuras mecánicas no son del todo rígidas, pues sufren de deformación, así sea pequeña, en todos sus ejes, en función de la carga aplicada en ellas. Cuando hacemos esta consideración podemos entonces calcular el estado de fuerzas que son estáticamente indeterminadas. Si bien es importante evitar las grandes deformaciones, conocer la deformación de un elemento estructural, permitirá saber si la estructura cumplirá sus objetivos.

Podemos pensar en la deformación como una reacción de reacomodo de átomos en la estructura como respuesta a un estado de esfuerzos. Una de las principales deformaciones estudiadas es la llamada deformación normal, que es la que ocurre en el eje principal del elemento, que, en caso de la siguiente figura, es el eje del centro del cilindro.

Los análisis de esfuerzo-deformación señalarán si el comportamiento del elemento es frágil (que no soporta la deformación) o dúctil (que puede deformarse), con base en el llamado módulo de elasticidad.

La deformación puede ocurrir de dos maneras; es elástica si el elemento recupera su forma original al momento de liberarlo de la carga; es plástica si la deformación es permanente. Por supuesto que se preferirá trabajar con estructuras que no sufren deformación plástica y pueden soportar continuamente un estado variante de fuerzas hasta un cierto límite llamado fatiga, en otras palabras, sin disminuir la resistencia mecánica del material al someterlo a esfuerzos repetidos .