estado general de esfuerzos y estado general de deformaciones- teoria de fallas

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  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    1/33

    ESTADO GENERAL DE ESFUERZOS YESTADO GENERAL DE DEFORMACIONES

    PRCTICA DOMICILIARIA DE ESTADO DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES

    PROBLEMA 7.2.5Resolver el anterior si las tensiones normales y tanen!iales "#e a!t$an so%reel elemento A son & '(( )si * +( )si y '(( , -(( )si . en las /ire!!iones

    mostra/as en la 0#ra1 y el 2n#lo es /e 3( 4 .5a!ia la i6"#ier/a 1

    SolucinTensi7n )lana .2n#lo 1

    x=7500psi

    y=20500psi

    xy=4 800psi

    =30

    A)li!an/o la 87rm#la

    2016

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    2/33

    x1=x+y

    2+

    xy2

    cos 2+xy sin2

    x1=3600psi

    A)li!an/o la 87rm#la

    x1y

    1

    =xy

    2cos2+ xy cos2

    x1y

    1

    =14520psi

    y1=x+yx 1=9340psi

    PROBLEMA 7.2.

    Una )la!a re!tan#lar /e /imensiones 39( )#l : '9( )#l est2 8orma/a )or /os)la!as trian#lares sol/a/as .v;ase la 0#ra19 La 0#ra est2 someti/a a #n

    es8#er6o /e tensi7n /e '(( l%< pulg2

    en la /ire!!i7n lara y a #n es8#er6o /e

    !om)resi7n /e 3'( l%< pulg2

    en la /ire!!i7n !orta9

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    3/33

    Determine el es8#er6o normal w "#e a!t$a en senti/o )er)en/i!#lar al

    !or/7n /e sol/a/#ra y el es8#er6o !ortante w "#e a!t$a )aralelo al !or/7n

    .s#)ona "#e el es8#er6o normal w es )ositivo !#an/o a!t$a en tensi7n

    !ontra a sol/a/#ra y "#e el es8#er6o !ortante

    w es )ositivo !#an/o a!t$a ensenti/o !ontrario a las mane!illas /el relo= !ontra ella1

    SolucinEs8#er6o %ia:ial .#ni7n sol/a/a1

    x=500psi y > ?350 psi xy >@

    5=tan1.6=30.96 3

    =tan1

    A)li!an/o la 87rm#la

    x1=x+y

    2+

    xy2

    cos 2+xy sin2

    x1=275psi

    A)li!an/o la 87rm#la

    x1y

    1

    =xy

    2cos2+ xy cos2

    x1y

    1

    =375

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    4/33

    y1=x+yx 1=125psi

    Tensiones "#e a!t$an en la sol/a/#ra

    w=125psi

    w=375psi

    PROBLEMA 7.!."Un m#ro /e !ortante en #n e/i0!io /e !on!reto re8or6a/o est2 someti/o a #na!ara verti!al #ni8orme /e intensi/a/ #y a #na 8#er6a 5ori6ontal$9 !omo sem#estra en la )rimera )arte /e la 0#ra* .la 8#er6a $re)resenta a loses8#er6os /el viento y a las !aras )or sismo1 !omo !onse!#en!ia /e estas!aras* los es8#er6os en el )#nto A so%re la s#)er0!ie /el m#ro tienen losvalores mostra/os en la se#n/a )arte /ela 0#ra .es8#er6o /e !om)resi7n /e(( l%

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    5/33

    H

    A

    A

    480 lb/pulg^2

    1100 lb/pul^2q

    SolucinDatos /e )ro%lemaB

    0x

    =

    1100y psi =

    480xy psi = E"#ivalen!iaB

    21

    lg

    lbpsi

    pu=

    a Es8#er6o )rin!i)al9

    De0ni!i7n /e 8orm#la9

    2tan 2 xy

    p

    x y

    =

    2( 480 )tan2

    0 ( 1100 )p

    psi

    psi

    =

    tan 2 0.87273p =

    2 41.11p = o

    20.56p = o

    Por 2n#lo !om)lementario se tiene "#eB

    2 138.89p

    = o

    69.44p = o

    De0ni!i7n /e 8orm#la9

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    6/33

    1cos 2 s n 2

    2 2

    x y x y

    x xy e

    +

    = + +

    Para

    2 41.11p = o

    se tieneB

    1

    0 ( 1100 ) 0 ( 1100 )cos( 41.11 ) ( 480 )s n( 41.11 )

    2 2x

    psi psi psi psipsi e

    + = + + o o

    1550 414.3968 315.6032x psi psi psi = + +

    1180x psi =

    Para

    2 138.89p = o

    se tieneB

    2

    0 ( 1100 ) 0 ( 1100 )cos(138.89 ) ( 480 ) s n(138.89 )

    2 2x

    psi psi psi psipsi e

    + = + + o o

    2550 550 cos(138.89 ) ( 480 )s n(138.89 )x psi psi psi e = + +

    o o

    2 550 414.3968 315.6032x psi psi psi =

    21280x psi =

    Por lo tantoB

    1180x psi =

    y1

    20.56p

    = o

    2 1280x psi = y2 69.44p =

    o

    Diarama /e orienta!i7n a)ro)ia/a9

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    7/33

    X

    Y

    1280 psi

    180psi

    69.44

    % Es8#er6os !ortantes m2:imos9De0ni!i7n /e 87rm#laB

    ( )2

    2

    max2

    x y

    xy

    = +

    ( )2

    2

    max

    0 ( 1100 )480

    2

    psipsi

    = +

    ( )2

    2

    max

    1100480

    2

    psipsi

    = +

    2 2

    max 302500 230400psi psi = +

    max730psi =

    Es8#er6os normales aso!ia/os9

    1 145s p =

    1

    20.56 45s =

    1

    65.56s =

    o

    y730psi=

    2 245s p =

    1

    20.56 45s = +

    124.44

    s = o

    y730psi=

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    8/33

    2

    x y

    p

    +=

    0 ( 1100 )

    2p

    psi

    + =

    1100

    2p

    psi

    =

    550p psi =

    Diarama /e orienta!i7n a)ro)ia/a9

    Y

    X

    550psi

    730psi

    550psi

    24.44

    PROBLEMA 7.!.2%Un elemento en el es8#er6o )lano est2 someti/o a los es8#er6os :>?-9' MPa y

    :y>39+ MPa .v;ase la 0#ra19 Se sa%e "#e #no /e los es8#er6os )rin!i)ales esi#al a +93MPa en tensi7n9

    a Determinar el es8#er6o y9% Determinar el otro es8#er6o )rin!i)al y la orienta!i7n /e los )lanos

    )rin!i)alesB m#estre l#eo los es8#er6os )rin!i)ales en #n /iarama /e#n elemento %ien orienta/o9

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    9/33

    X

    Y

    O

    39.2 MPa

    68.5 MPa

    Solucin

    a Determina!i7n /el

    y

    68.5x MPa =

    39.2xy MPa =

    ?y =

    De0ni!i7n /e 8orm#la

    ( )2

    2

    12 2

    x y x y

    xy

    + = + +

    Reem)la6an/o /atos en la 8orm#la anterior tieneB

    ( )

    2

    268.5 68.526.3 39.2

    2 2

    y yMPa MPaMPa MPa

    + = + +

    ( )

    2

    268.5 68.526.3 39.2

    2 2

    y yMPa MPaMPa MPa

    + + = + +

    ( )

    2

    268.5 68.526.3 39.2

    2 2

    y yMPa MPaMPa MPa

    + + = +

    ( ) ( )( ) ( )2 252.6 68.5 1

    68.5 2 68.5 4 39.22 2

    y

    y

    MPa MPaMPa MPa MPa

    + = + +

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    10/33

    ( ) ( )( ) ( )2 2

    52.6 68.5 68.5 2 68.5 4 39.2y y

    MPa MPa MPa MPa MPa + = + +

    2121.1 4692.25 137 6146.56y y y = + + +

    ( ) ( )22

    2121.1 10838.81 137y y y = + +

    ( ) ( )14665.21 242.2 10838.81 137y y = +

    10.09y MPa =

    % Determina!i7n /el es8#er6o )rin!i)al

    De0ni!i7n /e 8orm#la

    2tan2

    xy

    p

    x y

    =

    2(39.2 )tan2

    68.5 10.9p

    MPa

    MPa MPa

    =

    78.4tan2

    78.59p

    MPa

    MPa =

    tan 2 0.9975p =

    2 44.9283p =

    22.4641p =

    Por 2n#lo !om)lementario se tieneB

    2 135.0717p =

    67.5359p =

    Por 8orm#la

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    11/33

    1cos 2 s n 2

    2 2

    x y x y

    x xy e

    +

    = + +

    Para

    2 44.93p =

    se tieneB

    1cos 2 s n 2

    2 2

    x y x y

    x xy e

    + = + +

    1

    68.5 10.9 68.5 10.9cos( 44.93) (39.2 )s n( 44.93)

    2 2x

    MPa MPa MPa MPaMPa e

    + = + +

    1 28.8 39.7 cos( 44.93) (39.2 )s n( 44.93)x MPa MPa MPa e = +

    128.8 28.1064 27.6847x MPa MPa MPa =

    184.5911x MPa =

    Para

    2 135.7p =se tieneB

    1cos 2 s n 2

    2 2

    x y x y

    x xy e

    + += + +

    1

    68.5 10.9 68.5 10.9cos(135.7) (39.2 )s n(135.7)

    2 2x

    MPa MPa MPa MPaMPa e

    + = + +

    128.8 39.7 cos(135.7) (39.2 )s n(135.7)

    x MPa MPa MPa e = +

    128.8 28.1064 27.6847

    x MPa MPa MPa = + +

    126.9914x MPa =

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    12/33

    Por lo tantoB

    126.9914x MPa =

    y1

    67.5359p =

    2 84.5911x MPa = y2 22.4641p =

    Diarama /el elemento %ien orienta/o9

    Y

    X

    O

    26.3MPa

    84.7 MPa

    67.54

    PROBLEMA 7.&.5

    Un elemento en el es8#er6o )lano est2 someti/o a los es8#er6os x , yy xy

    .o%serve la 0#ra19

    Utili6an/o el !ir!#lo /e Mo5r* /etermine los es8#er6os "#e a!t$an so%re #n

    elemento "#e 8orma #n 2n#lo !on res)e!to al e=e :9 M#estre estos

    es8#er6os en #n /iarama /e #n elemento orienta/o !on #n 2n#lo 9 .NotaB

    el 2n#lo es )ositivo en senti/o !ontrario a las mane!illas /el relo= y neativoen el senti/o o)#esto19

    x=5750lb /pul g2

    , y=750 lb /pul g2

    y xy=2100 lb /pul g2

    ,=75

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    13/33

    Solucin

    Diarama /e es8#er6os .an#lo 1

    x=5750psi , y=750psi y xy=2100psi,=75

    .To/os los es8#er6os en )si1

    R=32502+21002=3869psi

    =arctan2100

    3250=32.87

    =+30=62.87

    P#nto D . =75 1B

    x1=2500+Rcos=735psi

    x1y 1=R sin=3444psi

    P#nto DG . =15 1B

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    14/33

    x1=2500R cos=4265psi

    x1y 1=R sin=3444psi

    PROBLEMA 7.5."

    Un !#%o /e !on!reto . E=3.0106

    lb /pul g2 , v=0.1 /e ,9( )#l )or la/o* esta

    !om)rimi/o en es8#er6o %ia:ial )or me/io /e #n mar!o /e )r#e%as !ara/o!omo se ve en la 0#ra9

    S#)ona "#e !a/a !ara F es /e +( Hl% y /etermine el !am%io V en el

    vol#men /el !#%o y la enera /e /e8orma!i7n U alma!ena/a en el !#%o9

    SolucinEs8#er6o Jia:ial?!#%o /e !on!reto

    Uni7n AB

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    15/33

    P=F2=28.28 kips

    x=y=P

    b2=1768psi

    Cam%io /e vol#menB

    E"9 .&?,&1B e=12v

    E ( x+y )=0.0009429

    4

    V0=b3=

    V=eV0=0.0603.3

    .Dismin#ye el vol#men1

    Enera /e /e8orma!i7n

    E"9 .&?'(1B u= 1

    2E(x

    2+y22v x y)=0.9377psi

    U=u V0=60.0lb

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    16/33

    PROBLEMA 7.5.Una )la!a !#a/ra/a /e an!5o % y es)esor t est2 !ara/a )or 8#er6as normales

    PX y PY y )or 8#er6as !ortantes K* !omo se m#estra en la 0#ra9 Estas

    8#er6as )ro/#!en es8#er6os #ni8ormemente /istri%#i/os "#e a!t$an so%re las!aras laterales /e la )la!a9

    Cal!#le el !am%io K en el vol#men /e la )la!a y la enera /e /e8orma!i7n Ualma!ena/a en la )la!a si s#s /imensiones son % > + )#l y t > 9( )#l9 E >

    ((( l%< pulg2

    * v > (933* PX > ( l%* Py > +( l% y K > ' l%9

    SolucinPlato !#a/ra/o en tensi7n )lana

    % > + )#l

    t > 9( )#l

    E > ((( l%< pulg2

    v > (933

    PX > ( l% x=PX

    bt=7500psi

    Py > +( l% y=Py

    bt=1667psi

    K > ' l%9 xy=Py

    bt=1250psi

    CAMJIO EN KOLUMEN

    E"9 .&?,&1B

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    17/33

    v0=b2

    t=1443

    v=e v0=0.0423 3

    Enera /e /e8orma!i7n

    E"9 .&?'(1B

    e= 1

    2E(x

    2+y22 v x y )+

    xy2

    2!

    != E

    2(1+v )=3985ksi

    Reem)la6an/o valores n#m;ri!os

    u=2.591psi

    U=u V0=373lb

    PROBLEMA 7.'.!Un !#%o /e 5ierro 8#n/i/o !on la/os /e lonit#/ a>,9( )#l9 .K;ase la 0#ra1se ensaya en #n la%oratorio someti;n/olo al esta/o tria:ial /e es8#er6os9 Lose:tens7metros monta/os en la m2"#ina /e ensayo m#estran "#e las/e8orma!iones /e !om)resi7n en el material sonB :>?++':(? y y>6>?3&9':(?9

    Determine las si#ientes !anti/a/esB

    a Los es8#er6os normales : * y y 6 "#e a!t$an so%re las !aras : *y y 6/el !#%o9

    % El es8#er6o !ortante m2:imo ma: en el material9! El !am%io K /el vol#men /el !#%o9/ La enera /e /e8orma!i7n U alma!ena/a en el !#%o .s#)ona E>,'((

    l%(9+'19

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    18/33

    Solucin:>?++':(? y>?3&9':(? 6>?3&9':(? a>,9( )#l E>,((( l%(9+'9

    a Es8#er6o normalB

    x= E(1+")(12")

    [(1+" )x+" (y+# )]

    x=4200 lb /pulg2

    De i#al 8orma tenemosB

    y=2100 lb /pulg2

    #=2100lb /pulg2

    % M2:imo es8#er6o !ortanteB

    $%x= y #

    2=1050lb /pulg2

    ! Cam%io /e vol#men9

    e=x+y+#=0.0003

    V=%3

    V=e %3=0.0192pulg3 .De!re!e1

    / Enera /e /e8orma!i7nB

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    19/33

    u=1

    2( x x+ y y+ # # )

    u=0.55125 lb

    pulg2

    U=u %3=35.3pulglb

    PROBLEMA 7.'."Una %ola es8;ri!a soli/a /e lat7n .E>'Q( l%(93,1 se s#mere enel o!;ano a #na )ro8#n/i/a/ /e ( ((( )ies9 El /i2metro /e la %ola es /e 9()#l9

    Determine el /e!remento / /e /i2metro* el /e!remento K /e vol#men y laenera /e /e8orma!i7n U /e la %ola9

    SolucinE>'Q(l%(93,

    Alt#ra 5>(((( )ies

    Di2metro /> )#l

    Peso es)e!8i!o /el a#a /e marB >39- l% 5>3-((( l%,,3 l%

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    20/33

    V=e V0=0.198pulg3

    Enera /e /e8orma!i7n:> y >6> (

    u=3 (12" ))2

    2=0.6283

    lb

    pulg2

    U=u V0=438pulglb

    PROBLEMA 7.&."Un elemento en esta/o /e !ortante )#ro est2 someti/o a los es8#er6os xy >

    ,(((l%< pulg2

    * !omo se m#estra en la 0#ra9 Utili6an/o el !r!#lo /e Mo5r*

    /etermineB

    a1 Los es8#er6os "#e a!t$an so%re #n elemento !olo!a/o so%re #na )en/iente/e 3 ( xy > ,((( )si y > (

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    21/33

    3

    4=36.870

    = tan1

    +

    > &39&,(4

    > 39-&(4

    R > ,((( )si

    P#nto DB x1=Rcos16.26=3840 )si

    x

    1y

    1

    =R se*16.26 =1120)si

    P#nto DB x1=R cos16.26=3840 )si

    x

    1y

    1

    =R se*16.26=1120 )si

    P#nto P1 B 2p1 > (4 p1 > ,'4

    1 > R > ,((( )si

    P#nto P2 B 2p2 > ?(4 p2 > ?,'4

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

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    TEORIAS DE FALLA

    La 8alla /e #n elemento se re0ere a la );r/i/a /e s# 8#n!ionali/a/* es /e!ir!#an/o #na )ie6a o #na m2"#ina /e=an /e ser $tiles9

    Esta 8alta /e 8#n!ionali/a/ se /ar )orB

    Rot#ra Distorsi7n Permanente Dera/a!i7n

    Et!9

    La rot#ra o la /era/a!i7n )ermanente se /e%en a "#e los es8#er6osso)orta/os son mayores "#e la resisten!ia /el material /e 8a%ri!a!i7n9

    Para )o/er /eterminar )ara "#; !anti/a/ /e es8#er6o a)li!a/o se )ro/#!ir2#na 8alla* se #tili6an al#nas teoras /e 8alla9

    To/as las teoras /e 8alla se %asan en la !om)ara!i7n /el es8#er6o a!t#ante

    !ontra el res#ltante a)li!a/o en #na )r#e%a #nia:ial /e tensi7n o !om)resi7n9

    . TEOR(A DE FALLA POR ESFUERZO NORMAL M)*IMO

    La 8alla o!#rrir2 en la )arte /i !#al"#iera /e los es8#er6os normales )rin!i)alese:!e/e el es8#er6o normal )rin!i)al "#e /a l#ar a la 8alla en la )r#e%a #nia:ialsim)le9

    SiB S> Es8#er6o Prin!i)al y!> Es8#er6o /e #en!ia a !om)resi7n

    S+ > Es8#er6o Prin!i)al + yt> Es8#er6o /e #en!ia a tensi7n9

    S3 > Es8#er6o Prin!i)al 39

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    Se /e%e !#m)lir "#eB

    ytyc

    ytyc

    ytyc

    SS

    S

    3

    2

    1

    .1

    Si se a)li!a #n 8a!tor /e /iseVo se !onsi#en las e!#a!iones /e /iseVoB

    d

    yt

    d

    yc

    d

    yt

    d

    yc

    d

    yt

    d

    yc

    nS

    n

    nS

    n

    nS

    n

    3

    2

    1

    .+1

    Para materiales 8r2iles y! o ytes el es8#er6o /e #en!ia9

    2 TEORIA DE FALLA POR ESFUERZO CORTANTE M)*IMO+

    Para materiales /$!tilesB

    La 8alla o!#rre en #na )arte si !#al"#iera /e los es8#er6os !ortantes )rin!i)alese:!e/e el es8#er6o !ortante )rin!i)al "#e /a l#ar a la 8alla en la )r#e%a#nia:ial sim)le9

    P#esto "#eB

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

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    2

    2

    2

    32

    32

    31

    31

    2121

    =

    =

    =

    .31 =flu encia

    La teora /e 8alla esB

    ( )

    ( )

    ( ) ytyc

    ytyc

    ytyc

    31

    32

    21

    .,1

    Si se intro/#!e #n 8a!tor /e /iseVo se tiene la res)e!tiva e!#a!i7n /e /iseVoB

    ( )d

    yt

    d

    yc

    nn

    21

    .'1

    Esta teora )re/i!e "#e si se )resenta #n esta/o /e es8#er6os 5i/rost2ti!os nose )ro/#!e #en!ia* as estos es8#er6os sean mayores "#e yB

    Si se /es!om)onen !a/a es8#er6o )rin!i)al normal en #na !om)onente5i/rost2ti!a mas otra !#al"#iera se o%tieneB

    333

    222

    111

    '''

    '''

    '''

    +=+=+=

    .1

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    25/33

    en /on/eB GB Com)onente Wi/rost2ti!a9

    Se !#m)le "#eB 1= 2= 3

    Si en al$n !asoB G1= G+ > G3> (* Se ten/ra "#e 1= GGet!9

    No 5a%ra !ortanteX

    Por esta ra67n se !re7 la teora /e 8alla /e la enera /e /istorsi7n y/e8orma!i7n9

    ! TEORIA DE FALLA POR ENERG(A DE DEFORMACI,N M)*IMA+

    La 8alla o!#rre en #na )arte !#an/o la enera /e /e8orma!i7n )or vol#men#nitario e:!e/a la /e #na )r#e%a /e tensi7n #nia:ial en la 8alla9

    Para /eterminar la enera /e /e8orma!i7n )or vol#men #nitarioB

    Sea el %lo"#e /e /imensiones /i8eren!iales /e la 0#ra * so%re el !#al a!t$anlos es8#er6os normales )rin!i)alesB

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    Fi#ra 9 Jlo"#e !on es8#er6os #nitarios9

    La enera /e /e8orma!i7n es el tra%a=o reali6a/o )or estas 8#er6as al /es)la6ar

    el !#%o #na /istan!ia l9

    La enera /e /e8orma!i7n U es i#al al tra%a=o ne!esario )ara /e8ormar el!#%oB

    == lFWU ..&1

    Para !a#sar esta /e8orma!i7n* la 8#er6a !a#sa/a )or !a/a es8#er6o esB

    3

    2

    1

    yxz

    zxy

    zyx

    ddfinalF

    ddfinalF

    ddfinalF

    =

    =

    =

    .-1

    P#esto "#e el estiramiento /e)en/e linealmente /e la 8#er6a a)li!a/a* este!om)ortamiento se )#e/e mostrar !omo en la r20!a 39

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

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    Fi#ra +9 !om)ortamiento lineal /e 8#er6a )or /es)la6amiento

    Por lo tantoB2

    . lFW

    =

    .1

    22

    .

    2

    . finalFyfinalFxfinalFU z

    yXndeformaci ++=

    .(1

    A/em2s !omoB

    l

    l=

    dz

    z

    dy

    y

    dx

    x

    =

    =

    =

    3

    2

    1

    l#eo

    dxz

    dxy

    dxx

    .

    .

    .

    3

    2

    1

    =

    =

    =

    .1

    Por la ley /e Wooe se tiene "#eB

    ( )

    ( )

    ( )3133

    2122

    3211

    .1

    .1

    .1

    =

    =

    =

    E

    E

    E

    .+1

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    28/33

    Por lo tantoB

    ( ) ( ) ( )

    ( )( )3231212

    3

    2

    2

    2

    1

    2133

    3122

    3211

    22E

    2E

    2E

    2E

    ++++=

    ++=

    dxdzdyU

    dzdydxdydzdxdxdzdyU

    .31

    Como es )or vol#men #nitario* se /ivi/e )or dx dy dz:

    ( )( )3231212

    3

    2

    2

    2

    1 22E

    1 ++++=

    .,1

    Por ra6onamiento similar la enera /e /e8orma!i7n )or vol#men #nitario en la)r#e%a /e tensi7n esB

    2

    21

    ypfyE

    =

    .'1

    Y 0nalmente se tiene )ara /iseVarB

    ( ) disea!"a!a2

    2

    323121

    2

    3

    2

    2

    2

    1

    ++++

    fs

    yp

    N

    .1

    TEORIA DE FALLA POR ENERGIA DE DISTORSI,N M)*IMA

    -M/01il0 D3c/il04

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    La enera /e /e8orma!i7n se !om)one /e la enera /e /e8orma!i7n .!am%io/e vol#men1 y /e la /istorsi7n9

    )( disto!sion#ol$men ++= dv .&1

    La 8alla o!#rre si la enera /e /istorsi7n )or vol#men #nitario e:!e/e la!orres)on/en!ia a #na )r#e%a /e tensi7n #nitaria en la 8alla9

    Los es8#er6os )rin!i)ales se !om)onen /e es8#er6os "#e )ro/#!en !am%io /evol#men y !am%io /e /istorsi7n9

    v

    v

    v

    3

    '

    33

    '

    i2

    '

    22

    '

    i1

    '

    11

    #ol$men.decam%ioca$sa&$e

    .disto!sinca$sa&$e

    +=

    =+=

    =+=

    .-1

    Y )ara "#e no 5alla !am%io /e vol#men )or los !om)onentes /e /istorsi7n se/e%e !#m)lir "#eB

    0''' 321 =++ .1

    A/em2s se tiene "#e )or la ley /e WooeB

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    30/33

    ( )

    ( )

    ( )2133

    3122

    3211

    '.(.'.1'

    '.(.'.1

    '

    '.(.'.1

    '

    =

    =

    =

    E

    E

    E

    .+(1

    Como se /e%e !#m)lir la e!#a!i7n

    ( ) 0'..''..''..'1

    213312321 =++ E

    .+1

    Por lo tanto

    ( ) 0'.2''' 321321 =++++ .++1

    Y )#esto "#e no es !ero* se !#m)le "#e

    ( ) 0'. 321 =++ .+31

    De otra )arte si se s#man las e!#a!iones -

    0' 321321 =+++++=++ vvv

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    31/33

    ( )321.3

    1 ++=v

    .+,1

    La e!#a!i7n +, se )#e/e #sar )ara en!ontrar los es8#er6os )rin!i)ales /e/istorsi7n en 8#n!i7n /e los es8#er6os normales )rin!i)ales9

    Como se tiene la !on/i!i7n /e las e!#a!iones - sa%ien/o "#e ves el mismo)ara los tres es8#er6osB

    ( )32111 .3

    1 ++= 3211

    3

    1

    3

    1

    3

    2 =

    =

    22.

    3

    2 3211

    = 22.32

    3122

    .+'1

    =

    22.

    3

    2 2133

    La enera /e /e8orma!i7n )or !am%io /e vol#men ser2B

    2

    3 vvvU

    =

    (26)

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    32/33

    En este !aso se )#e/e #sar la ley /e Wooe !omoB

    ( ) ( )

    21...1

    ==EE

    vvvvv

    .+&1

    Por lo tanto

    ( )

    212

    .2

    3= vvvU

    (28)

    Y tenien/o en !#enta la rela!i7n +,

    ( ) 23216

    321

    ++

    =

    EUv

    (29)

    Y !omo U/> U ? Uv .3(1

    Y "#e

    ( )[ ]323121232221 22

    1 ++++=

    EUv

    .31

    Se tiene /e + 3( y 3 "#e

    [ ]3231212322213

    1

    ++

    =E

    Ud

    .3+1

    An2loamente )ara #na )r#e%a #nia:ial* la enera /e /istorsi7n ser2B

  • 7/25/2019 Estado General de Esfuerzos y Estado General de Deformaciones- Teoria de Fallas

    33/33

    [ ]23

    1ypd

    EU

    =

    .331

    Y enton!es )ara /iseVar se tiene el si#iente !riterio* intro/#!ien/o #n 8a!tor/e DiseVo N/

    2

    323121

    2

    3

    2

    2

    2

    1

    ++

    d

    yp

    n

    .3,1