1. Introducción.

En esta práctica conoceremos acerca de los conceptos fundamentales en resistencia de

materiales que son torsión, tracción y compresión de los materiales, para esto nos

guiaremos mediante libros, sintetizando los conceptos más sobresalientes sobre el tema

para así poder tener una visión más clara sobre torsión, comprensión y tracción de

materiales.

2. Objetivos.

Conocer la definición de torsión, tracción y compresión.

Determinar la importancia que tiene los conocimientos sobre torsión, tracción y

compresión. en la ingeniería.

3. Problema.

El problema en cuestión es la falta de conocimiento que se tiene acerca de la definición

de torsión, tracción y compresión; pues sin comprender estos conceptos no podremos

aplicarlos en las prácticas empleadas en ingeniería.

4. Solución.

Al iniciar el estudio de cualquier disciplina es necesario establecer previamente su

definición y fijar con claridad y precisión los objetivos que se pretenden alcanzar.

Torsión.

En ingeniería, torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento

sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden

ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos,

aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.

La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la

pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por la dos curvas. En

lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de él.

El estudio general de la torsión es complicado porque bajo ese tipo de solicitación la

sección transversal de una pieza en general se caracteriza por dos fenómenos:

I. Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la

sección transversal.

II. Cuando las tensiones anteriores no están

distribuidas adecuadamente, cosa que sucede

siempre a menos que la sección tenga simetría

circular, aparecen alabeos seccionales que hacen

que las secciones transversales deformadas no

sean planas.

Diagrama momentos torsores.

Al aplicar las ecuaciones de la estática, en el empotramiento se producirá un momento

torsor igual y de sentido contrario a T.

Si cortamos el eje por 1-1 y nos quedamos con la parte de abajo, para que este trozo de

eje este en equilibrio, en la sección 1-1 debe existir un momento torsor igual y de

sentido contrario. Por tanto en cualquier sección de este eje existe un momento torsor T.

Tracción y Compresión.

En el cálculo de estructuras en ingeniería se denomina tracción al esfuerzo a que está

sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y

tienden a estirarlo.

Lógicamente, se considera que las tensiones que tiene cualquier sección perpendicular a

dichas fuerzas son normales a esa sección, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que

intentan alargar el cuerpo.

Un cuerpo sometido a un esfuerzo de tracción sufre deformaciones positivas

(estiramientos) en ciertas direcciones por efecto de la tracción. Sin embargo el

estiramiento en ciertas direcciones generalmente va acompañado de acortamientos en

las direcciones transversales; así si en un prisma mecánico la tracción produce un

alargamiento sobre el eje "X" que produce a su vez un encogimiento sobre los ejes "Y"

y "Z". Este encogimiento es proporcional al coeficiente de Poisson (ν):

ε y=ε z=−ν ε x

Cuando se trata de cuerpos sólidos, las deformaciones pueden ser permanentes: en este

caso, el cuerpo ha superado su punto de fluencia y se comporta de forma plástica, de

modo que tras cesar el esfuerzo de tracción se mantiene el alargamiento; si las

deformaciones no son permanentes se dice que el cuerpo es elástico, de manera que,

cuando desaparece el esfuerzo de tracción, aquél recupera su longitud primitiva.

Resistencia en tracción

Como valor comparativo de la resistencia característica de muchos materiales, como el

acero o la madera, se utiliza el valor de la tensión de fallo, o agotamiento por tracción,

esto es, el cociente entre la carga máxima que ha provocado el fallo elástico del material

por tracción y la superficie de la sección transversal inicial del mismo.

Comportamiento de los materiales

Son muchos los materiales que se ven sometidos a tracción en los diversos procesos

mecánicos. Especial interés tienen los que se utilizan en obras de arquitectura o de

ingeniería, tales como las rocas, la madera, el hormigón, el acero, varios metales, etc.

Cada material posee cualidades propias que definen su comportamiento ante la tracción.

Algunas de ellas son:

Elasticidad (módulo de elasticidad)

Plasticidad

Ductilidad

Fragilidad

Catalogados los materiales conforme a tales cualidades, puede decirse que los de

características pétreas, bien sean naturales, o artificiales como el hormigón, se

comportan mal frente a esfuerzos de tracción, hasta el punto que la resistencia que

poseen no se suele considerar en el cálculo de estructuras.

Por el contrario, las barras de acero soportan bien grandes esfuerzos a tracción y se

considera uno de los materiales idóneos para ello. El acero en barras corrugadas se

emplea en conjunción con el hormigón para evitar su fisura, aportando resistencia a

tracción, dando lugar al hormigón armado.

5. Metodología.

Para la presente práctica se optó por el método de “Revisión Bibliográfica”, el cual

consistió en la visita a la Biblioteca Municipal en donde encontramos los siguientes

textos:

a) Mecánica de materiales, Russel, Charles.

b) Resistencia de Materiales, Pytel, A; Singer, A.

c) Compendios de Shaum, Resistencia de Materiales, Wiliams A. Nash

También se reviso el texto:

a) Resistencia de Materiales, Timoshenko, J..

Al mismo tiempo se reviso los siguientes sitios web:

http://www.ar/fisicanet.com/traccion/htm

http://ibiguridp3.wordpress.com/res/torsión/

6. Resultados.

Para tener un conocimiento más amplio acerca de torsión, tracción y compresión, a

continuación se muestran las definiciones más sobresalientes de los textos citados

anteriormente:

I. Timoshenko indica que: “la torsión se refiere al torcimiento de una barra recta al ser

cargada por momentos (o pares de torsión) que tienden a producir una rotación

alrededor del eje longitudinal de la barra: por ejemplo al girar un destornillador, la

mano aplica un par de torsión T al mango y tuerce el vástago del destornillador.”1

istencia de materiales es una rama de la mecánica aplicada que trata del comportamiento de los cuerpos sólidos sometidos a varios tipos de carga.1

II. Russel, Charles nos dice que “Como se explicó que la torsión pura se refiere a la

torsión de una barra prismática sometida a pares detorsión que actúan sólo en sus

extremos. Torsión no uniforme difiere de la torsión pura en que no se requiere que

la barra sea prismática y los pares de torsión aplicados pueden actuar en cualquier

parte a lo largo del eje de la barra. Las barras en torsión no uniforme se pueden

analizar aplicando las fórmulas de torsión pura a segmentos finitos de la barra y

luego se suman los resultados, o se aplican las fórmulas a elementos diferenciales de

la barra luego se integran. ” 2

III. Pytel A. Singer, muestra que: si la fuerzas están en sentido de alejarse de la barra,

se dice que esta sometida a una fuerza de tracción, mientras que si actúan hacia la

barra existe un estado de compresión. 3

IV. Wiliams A. Nash, nos dice que “la torsión se inicia de los problemas en la que l

tensión no se distribuye uniformemente dentro de una sección. 4

V. Según ibiguridp “Torsión, deformación helicoidal que sufre un cuerpo cuando se le

aplica un par de fuerzas (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido

contrario). La torsión se puede medir observando la deformación que produce en un

objeto un par determinado. Por ejemplo, se fija un objeto cilíndrico de longitud

determinada por un extremo, y se aplica un par de fuerzas al otro extremo; la

cantidad de vueltas que dé un extremo con respecto al otro es una medida de

torsión. Los materiales empleados en ingeniería para elaborar elementos de

1 Timoshenko,J. Resistencia de materiales. Edit Thomsom. 5ta ed. Madrid 2006. p. 1.2 Russel, C.Mecánica de materiales. Edit. Mac Graw Hill p 2383 P. A: Singer. F Resistencia de materiales. Edit. Harla S.A. 2da. Ed., p 1-4, 51-52 34 Nash, A. compendios de shuam Resistencia de materiales. Edit. Mc Graw Hill. . 2daed. Madrid. p 20-28.4

máquinas rotatorias, como los cigüeñales y árboles motores, deben resistir las

tensiones de torsión que les aplican las cargas que mueven.”

VI. Según física net: se denomina tracción al esfuerzo a que está sometido un cuerpo

por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo,

se considera que las tensiones que tiene cualquier sección perpendicular a dichas

fuerzas son normales a esa sección, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que

intentan alargar el cuerpo.

7. Análisis de Resultados

Después de describir las diferentes definiciones de lo que es torsión, tracción y

compresión, nos realizamos el siguiente análisis:

En el primer párrafo, Timoshenko nos da un concepto sencillo y concreto de lo que es

torsión utilizando como ejemplo la torsión de una barra, con el cual nos es más sencillo

entender el concepto de torsión. Para Nash, la torsión se debe a una mala distribución

de tención sobre una sección

En el segundo párrafo Russel, C nos da una definición parecida a la primera, pero en

este caso aclara algunos fenómenos de los cuales sufre la barra para que se produzca la

torsión, así mismo indica la diferencia entre torsión pura (uniforme) y torsión no

uniforme, que la primera solo se realiza en barras prismáticas y la segunda dice que la

barra no especialmente debe ser prismática para realizar la prueba.

Para Singer la tracción es una fuerza que se aplica sobre una barra, fuerza que estira la

barra y haciendo una comparación con las fuerzas de compresión que consiste en

fuerzas que actúan con dirección hacia la barra, llegando a l conclusión de que la

torsión es antagónico a la compresión.

Según ibiguridp la torsión se debe a la deformación que sufre un cuerpo que se le

aplican fuerzas paralelas de sentido contrario y de igual magnitud, citando ejemplos

sobre cilindros, aclarando que e te conocimiento es fundamental en la ingeniería. Para

fisicanet la tracción es la fuerza que tiende a estirar el cuerpo ya que se trata de fuerzas

que actúan en sentidos opuestos.

Para la definición de torsión los autores de tres de la citas bibliográficas, utilizan como

ejemplo una barra y coinciden en que la torsión consiste en la deformación de la barra,

acotando cada uno algo mas que el otro , al mismo tiempo el sitio web consultado da

ideas mas claras de lo que es torsión que a mi parecer uniendo las definiciones del sitio

web y la de Nash que son las mas coherentes nos muestran un concepto más concreto y

fácil de entender.

8. Conclusiones:

Se logró conocer la definición de torsión, tracción y comprensión, que con la ayuda de las

citas bibliográficas el problema que se tenía sobre el desconocimiento del tema fue

solucionado.

Se determinó la importancia que tiene es te tema para la ingeniería, ya que el conocimiento

sobre torsión, tracción y compresión es parte fundamental para practicas de ingeniería.

A si mismo se logra identificar que:

Cada autor tiene una manera diferente de explicar lo que es torsión,

traccio9n y compresion.

El conocimiento sobre esfuerzo es muy importante en el ámbito de la

torsión.

La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al

eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por

las dos curvas

Los materiales empleados en ingeniería para elaborar elementos de

máquinas rotatorias, como los cigüeñales y árboles motores, deben resistir

las tensiones de torsión tracción y compresión que les aplican las cargas que

mueven

La biblioteca Municipal de la ciudad no están bien equipadas con textos

universitarios.

9. Referencias Bibliográficas

1. Timoshenko,J. Resistencia de materiales. Edit Thomsom. 5ta ed. Madrid 2006.

2. Nash, A. compendios de shaum. Ed. Mc Graw Hill. 2daed. Madrid

4. Pytel A, Singer, F. Resistencia de materiales. Edit HARLA. 2da ed. USA.

5. Russel, C.Mecánica de materiales. Edit. Mac Graw Hill

6. http://ibiguridp3.wordpress.com/res/torsión/

7. http://www.ar/fisicanet.com/traccion/htm