UNIVERSIDAD DA VINCI DE GUATEMALA. PROFESORADO DE ENSEÑANZA MEDIA EN MATEMÁTICA Y FÍSICA. VI SEMESTRE. FÍSICA VI LIC. RAÚL RAMÍREZ MEDINA ESFUERZO TÉRMICO.

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1 UNIVERSIDAD DA VINCI DE GUATEMALA. PROFESORADO DE ENSEÑANZA MEDIA EN MATEMÁTICA Y FÍSICA. VI SEMESTRE. FÍSICA VI LIC. RAÚL RAMÍREZ MEDINA ESFUERZO TÉRMICO Y COMO SE CALCULA NO. DE CARNÉ GERARDO PEDRO FRANCISCO ANDRÉS…………...201719108 HUEHUETENANGO, 27 DE JULIO DEL 2019.

2 ESFUERZO TÉRMICO Los esfuerzos térmicos son esfuerzos inducidos en un cuerpo como resultado de cambios en la temperatura. Conocer bien los orígenes y la naturaleza de los esfuerzos térmicos es importante debido a que estos esfuerzos pueden conducir a la fractura o a una deformación plástica indeseable

3 ESFUERZO TÉRMICO EN DILATACIÓN LINEAL Cuando los extremos de una barra o bloque de cierto material se fijan rígidamente y se varía su temperatura, aparecen grandes esfuerzos de comprensión o de tracción que se llaman esfuerzos térmicos. Estos podrían llegar a provocar deformaciones importantes, e incluso la ruptura del material. Por esta razón, habrá que tener precaución en el diseño de cualquier elemento o estructura que vaya a estar sometido a cambios de temperatura (tuberías de conducción de agua caliente y vapor, armaduras metálicas, puentes, etc.) Y arbitrar las oportunas soluciones (juntas de dilatación, rodillos de apoyo, etc.) La dilatación lineal debido a la temperatura sería :

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5 ESFUERZOS RESULTANTES DE LA DILATACIÓN Y CONTRACCIÓN TÉRMICAS RESTRINGIDAS considere primero un sólido homogéneo e isótropo en forma de barra que se calienta o que se enfría uniformemente; es decir, no se imponen gradientes de temperatura. En el caso de dilatación o contracción libres, la barra estará libre de esfuerzos. Sin embargo, si el movimiento axial de la barra se restringe mediante apoyos fijos en los extremos, se introducen esfuerzos térmicos. La magnitud del esfuerzo resultante de un cambio de temperatura de ₀ A ES: = ∗ ∗ ∆T

6 Dónde: : Es el módulo de elasticidad. : Es el coeficiente lineal de dilatación térmica. ∆: Es la diferencial de temperatura

7 EJEMPLO ESFUERZO TÉRMICO PRODUCIDO POR CALENTAMIENTO

8 ESFUERZOS TÉRMICOS EN DILATACIÓN VOLUMÉTRICA Si un material dilatable de volumen inicial ₀ se encuentra limitado completamente por una superficie muy rígida de forma que su volumen no pueda variar, cuando aumente la temperatura aparecerán esfuerzos térmicos consistentes en un incremento de presión (o, lo que e solo mismo, una fuerza normal por unidad de superficie) que el volumen encerrado ejercerá sobre la superficie que lo rodea. Si estuviera permitido la variación de volumen, el incremento de volumen ∆ que experimentaría el material al aumentar la temperatura en una calidad ∆ sería: ∆ = 3. ₀.∆

9 EJEMPLO

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