Introducción a control-Esfuerzos y deformaciones

Introducción a Control

Un sistema de control automático es una interconexión de elementos que forman una configuración denominada sistema, de tal manera que el arreglo resultante es capaz de contro lar se por sí mismo.

Esfuerzo

El esfuerzo es una representación de la compresión o estiramiento que está sucediendo en una pieza bajo algún tipo de carga. Existen dos tipos de esfuerzos para saber si un material en especial puede soportar la carga que recibirá en su vida útil. El esfuerzo normal es el esfuerzo que soporta una estructura bajo carga axial, es decir, cuando la carga se encuentra a lo largo de su eje principal, y el esfuerzo cortante es el esfuerzo que soporta una estructura en el sentido perpendicular a su eje principal. Se le denomina cortante porque está relacionado con la fuerza que puede a llegar a trozar la pieza de manera transversal.

Esfuerzo Cortante

Esfuerzo Normal

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Deformación unitaria

Deformación total

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Deformación Por Cortante

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Conclusión

En resumen, los materiales tienden a deformarse cuando se les aplica un esfuerzo normal o tangencial. La deformación unitaria generada por un esfuerzo normal puede calcularse de acuerdo a la ley de Hooke siempre y cuando la deformación no sobrepase el límite elástico. La deformación ya sea a tensión o a compresión de un esfuerzo normal siempre se genera de forma axial al área transversal del objeto. El cálculo de la deformación unitaria tiene una amplia aplicación en el diseño de estructuras.

Fuentes de información

Esfuerzo Normal

Esfuerzo normal Si tenemos un elemento de área transversal A sometido a una carga axial P, como en la figura, el esfuerzo se define como la magnitud de la carga sobre el área transversal. Al esfuerzo normal se le asigna la letra griega sigma ( s ): donde N representa la componente de la carga o fuerza que se encuentra a lo largo del eje principal de la carga. En el caso de la figura siguente, N=F. A la unidad N/m2 se le llama Pascal (Pa).

Esfuerzo Cortante

El esfuerzo cortante está también relacionado con el área transversal del elemento que está sujeto a un par de fuerzas que apuntan en direcciones opuestas y que están aplicadas en el mismo punto de la estructura, que es perpendicular al eje de carga principal de la estructura, como se observa en la figura. El esfuerzo cortante se asocia con la variable tau (t) y tiene las mismas unidades que el esfuerzo normal:

Deformación Unitaria

La deformación unitaria (δ) se define como el cambio de longitud, por unidad de longitud, debido a una carga normal sobre un material. Esta se puede relacionar directamente con el esfuerzo generado sobre el material al dividir la carga que genera la deformación entre el área transversal del material.

Deformación por Cortante

Una deformación cortante resulta del esfuerzo cortante y es una deformación calculada a partir de los desplazamientos relativos que se miden en paralelo a dos planos de referencia. Las deformaciones cortantes miden el movimiento paralelo relativo de un plano de referencia con respecto a otro. El símbolo de la deformación por cizallamiento suele ser el símbolo griego en minúsculas gamma (γ).

Deformación total

La deformación total se refiere a los cambios en las dimensiones de un cuerpo o miembro estructural cuando este se encuentra sometido a cargas externas y se representa con la letra griega δ (delta).

Fuentes de información

• https://blogs.ugto.mx/rea/clase-digital-7-esfuerzos-normales-deformacion-unitaria-ley-de-hooke/
• https://ingenieriacivilparatodos.com/2023/07/30/energia-de-deformacion-para-carga-axial-por-flexion-por-cortante-y-por-torsion-expresion-general/
• https://www.studocu.com/es-mx/document/universidad-del-norte-mexico/circuitos-electricos/esfuerzo-y-deformacion-ieee/12844979