1. • Teoría de fallas para materiales dúctiles
1.1. Para materiales dúctiles: La falla ocurre en una parte si cualquiera de los esfuerzos cortantes principales excede el esfuerzo cortante principal que da lugar a la falla en la prueba uniaxial simple.
2. • Teoría de fallas para materiales frágiles
2.1. Se dice que un material es frágil cuando es muy poca la deformación que presenta antes de romperse. Para este tipo de materiales existen dos teorías , la teoría del máximo esfuerzo normal y el criterio de falla de Mohr.
3. Esfuerzos
3.1. Uniformes
3.1.1. Existen diferentes situaciones en las cuales el estado de cargas, ladisposición de los elementos, sus características geométricas, el tipo de apoyos o su forma deinteractuar con otros elementos, hacen que sobre una parte, pieza o elemento mecánico losesfuerzos que se generan puedan ser considerados con un valor uniforme en toda la seccióntransversal. Aún cuando el número de situaciones en las cuales esto puede ocurrir es pequeño, lavariedad de problemas que se pueden enfrentar no lo es.
3.2. De Flexión
3.2.1. La flexión es una combinación de esfuerzos de compresión y de tracción. Mientras que las fibras superiores de la pieza están sometida a un esfuerzo de flexión (se alargan),
3.3. Constantes, Combinados y Normales
3.3.1. Los esfuerzos normales actúan de manera perpendicular (es decir, normal) a la cara del cubo y tienen tendencia ya sea a tirar de él (esfuerzo a tracción), o a empujarlo (esfuerzo a compresión). Los esfuerzos cortantes actúan paralelos a las caras de los cubos, en pares sobre caras opuestas, lo que tiende a distorsionar el cubo a forma romboidal. Esto es análogo a tomar las dos rebanadas de pan de un sándwich de Nocilla y deslizarlas en dirección opuesta. Como resultado, la capa de Nocilla se cortará. Estas componentes normales y cortantes del esfuerzo que actúan sobre un elemento infinitesimal conforman los términos de un tensor.
3.4. Principales, Circulo de Mohr
3.4.1. Los esfuerzos normales que actúan sobre esos planos se conocen como esfuerzos principales. Los planos sobre los cuales estas fuerzas principales actúan se conocen como planos principales. La dirección de las normales de superficie a los planos principales se conocen como ejes principales y los esfuerzos normales que actúan en estas direcciones se conocen como esfuerzos normales principales.
3.4.2. Hoy día, sin embargo, es mucho más práctico determinar numéricamente los esfuerzos principales. Sin embargo, presentamos el método gráfico por varias razones. Puede servir como verificación rápida a una solución numérica, o quizás sea el único método viable si falla la energía de su computadora o si se agotan las pilas de su calculadora. También cumple con el útil objetivo de ser una presentación visual del estado de los esfuerzos en un punto.
4. Falla
4.1. Defecto material de una cosa, especialmente de una tela, que la hace menos resistente
4.2. Tipos de Fallas:
4.2.1. Fallas normales. Se produce un desplazamiento vertical por esfuerzos distensivos cuando el bloque de techo se desplaza hacia abajo con respecto al bloque de muro.
4.2.2. Fallas inversas. Se produce un desplazamiento vertical por esfuerzos compresivos cuando el bloque de muro se desplaza hacia arriba con respecto al bloque de techo.
4.2.3. Fallas en dirección. Son planos de fractura con desplazamiento en la horizontal paralela a la dirección de la falla. Se dan en todas las escalas, pueden recorrer desde centenares de kilómetros y afectar a toda la corteza o tratarse de pequeños accidentes que acompañan a los pliegues.
4.2.4. Las fallas transcurrentes y transformantes. Son un tipo de fallas horizontales o en dirección que afectan a la litosfera y cortan a las dorsales oceánicas.
4.3. Fatiga
4.3.1. La fatiga consiste en la repetición cíclica de una carga sobre un material. Estas cargas repetidas pueden formar una microgrieta sobre un defecto estructural, principalmente debido a una concentración de tensiones, que se va propagando carga a carga hasta producir el fallo del material por fatiga.
4.4. Corrosión
4.4.1. El agrietamiento por corrosión bajo tensión designa a una falla bajo la acción combinada de la corrosión y la presencia de esfuerzos residuales o aplicados. La trayectoria de la grietas pueden ser intergranulares o transgranulares, lo cual depende del tipo de metal y del medio corrosivo.
4.5. Desgaste
4.5.1. El fallo por desgaste es el tipo de fallo cuya probabilidad de aparición se incrementa con el tiempo de operación o con el número de operaciones del elemento o de las tensiones aplicadas.
4.6. Tensión
4.6.1. Es la reacción que se produce en el anterior de la pieza a ensayar, cuando obre ésta se aplica una carga. La tensión es siempre de la misma magnitud y de sentido contrario a la carga aplicada. Se mide en Pascales, que es la tensión que genera una carga de un Newton de fuerza aplicada sobre una superficie de un metro cuadrado.
4.7. Sobrecarga mecánica
4.7.1. Se produce cuando un motor se encuentra bajo una carga excesiva. Los síntomas principales que acompañan a la sobrecarga del motor son un exceso de consumo de corriente, par insuficiente y sobrecalentamiento. Un calor excesivo del motor es una de las principales causas del fallo del motor.
5. • Establecer las deformaciones elásticas inducidas por fuerzas, temperaturas o combinaciones de estas
5.1. Deformación elástica es la que desaparece por completo cuando el material se descarga. Esta recuperación de la forma primitiva se produce por la tendencia de los átomos a recuperar su distancia interatómica, alterada por la carga ejercida. Durante la deformación elástica se produce un cambio volumétrico que se recupera al cesar la carga.
5.1.1. En la región elástica de la mayor parte de los materiales de ingeniería el esfuerzo y la deformación están relacionados de manera lineal mediante la ley de Hooke. La deformación es también un tensor de segundo orden y se puede expresar para el caso tridimensional de la forma donde ε representa tanto una Deformación normal como una deformación producida por el esfuerzo cortante, quedando ambas diferenciadas por sus subíndices. Aquí también por comodidad simplificaremos los subíndices repetidos, para deformaciones perpendiculares o normales a εx, εy y εz, y al tiempo consideraremos dobles subíndices para identificar deformaciones por cortante.