Solicitaciones mecanicas de los materiales

SOLICITACIONES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES


1Traccion: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.
 
2Compresión:En ingeniería, el ensayo de compresión es un ensayo técnico para determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría de los casos se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarse sobre cualquier material.
 
3Flexión:En ingeniería se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que están diseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas. 
4Torsión: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. 
5Cortadura:La cortadura (cizalladura o tensión cortante) es el esfuerzo que soporta una pieza cuando sobre ella actúan fuerzas contenidas en la propia superficie de actuación. Un ejemplo de esfuerzo de cortadura sería el que soportan los roblones después de colocados.

carrocerias

Carrocerías de vehículos. Tipos y componentes

         

Distintos tipos de configuraciones de carrocerías y chasis a lo largo de la historia del automóvil:

En 1927 apareció la primera carrocería construida completamente con una estructura de acero, y a partir de los años 30 las grandes compañías de automóviles usaron la chapa de acero

 Los primeros años, los automóviles tomaron como modelo a los vehículos de tracción animal sobre los que se montaba la carrocería junto a los elementos mecánicos que lo hacían moverse, girar, frenar, etc…

Con la invención del motor de combustión interna de cuatro tiempos (Nicolás August Otto, 1876)

El primer avance importante experimentado por las carrocerías fue la sustitución de los largueros de madera

Las carrocerías han evolucionado hacia sistemas más rígidos, pero a la vez más ligeros, debido a los avances en el diseño y forma de las estructuras. Todo ello ha dado origen a que los vehículos posean, buena habitabilidad, bajo cociente aerodinámico (cx), rigidez necesaria para tener buen comportamiento a elevadas velocidades.

Chasis independiente: Este modelo de chasis se estuvo usando hasta el año 1923, en este modelo de chasis la carrocería no tiene misión estructural, solo mantener a los pasajeros dentro del habitáculo.
 

Cambios de la carrocería del automóvil:

Chasis auto portante: Es una técnica de construcción en la cual la chapa externa del vehículo soporta algo o toda la carga estructural del vehículo.

Chasis tubular: Esta técnica consigue una carrocería de gran rigidez y resistencia con muy poco peso. Por otra parte, la fabricación es muy cara y laboriosa. El chasis super ligero Fue creado por el carrocero italiano Touring en 1937. Esta técnica utiliza como estructura del vehículo una red de finos tubos metálicos soldados, recubierta después con láminas metálicas, frecuentemente de metales exóticos  y fibra de carbono.

Distribución de volúmenes en un vehículo y su clasificación en base a ella.

Monovolumen: es una carrocería en la que no se diferencia más de un volumen. La zona del motor, la cabina y el maletero están completamente integrados. Generalmente, un monovolumen es más alto que un automóvil de turismo (1,60 a 1,80 metros contra 1,40 a 1,50 metros). Los monovolúmenes grandes y algunos compactos (desde 4,40 metros en adelante) tienen frecuentemente tres filas de asientos, mientras que los más pequeños sólo tienen dos filas. 

Tres volúmenes: En un tres volúmenes o tricuerpo se distinguen claramente los tres volúmenes: un volumen para el capó con el motor, otro volumen para el habitáculo y un tercero para el compartimento de carga. 

clasificacion: Berlina y sedan; coúpe, Crossover, Descapotable o cabriolet, Deportivo, Roadster, Familiar o tourer, Todoterreno, Furgoneta o minivan, Microbus y autobus, Camiones.

         Evolución de la fabricación de la carrocería del automóvil:

No podemos considerar que los primeros ingenieros de carrocería de automóviles fuesen tradicionalistas empedernidos. Cuando se trataba de probar nuevos materiales y conceptos estructurales, eran tan radicales como los creadores de motores y de chasis. Y, tanto es así, que prácticamente todas las técnicas estructurales relacionadas con las carrocerías de la actualidad se probaron antes de 1920, incluyendo hasta el soldar entre sí las piezas de las carrocerías. .

 Si tuviéramos que escoger los dos eventos más revolucionarios en el desarrollo de las carrocerías para automóviles, nos decidiríamos por la transición de la madera al metal y el desarrollo de la laca de secamiento rápido -acontecimientos éstos que tuvieron lugar durante un intervalo de 25 años

       

       

       

        Métodos de identificación de un vehículo. Normativa:

Todos los componentes de la configuracion constructiva del vehiculo incorporan sus elementos distintibos de identificacion y construccion, anagramas, numeros de serie, adhesivos, codigos de barra, grabados en relieve y troquelados.

todos los vehículos construidos y comercializado deben estar identificados, placas e inscripciones de identificación en relieve en una parte estructural del vehículo, bastidor o chasis según la normativa internacional por los constructores de vehículos

        Características principales de una carrocería auto portante:

Es la carrocería adoptada por la mayoría de los turismos actuales. Está formada por un gran número de piezas de chapa, unidas entre sí mediante puntos de soldadura por resistencia eléctrica.

 Soporta todos los conjuntos mecánicos y se autosoporta.

 Los elementos atornillados participan en menor medida en la distribución de esfuerzos.

 Las piezas que deben soportar los mayores esfuerzos se construyen en chapas de mayor grosor.

 Son estructuras más ligeras, pero a la vez más rígidas, estables y flexibles.

 Son más económicas y precisas, debido al alto grado de automatización existente en su fabricación, lo que permite su tirada en grandes series.

 Presentan mayor facilidad de reparación por el hecho de llevar atornilladas las piezas que, por lo general, resultan dañadas con mayor frecuencia. Esto permite que se puedan sustituir o desmontar fácilmente y en menos tiempo. Además, pueden pintarse independientemente, evitando tiempos adicionales de enmascarado del vehículo.

         Elementos externos de la carrocería de un vehículo:

La carrocería se compone de unos elementos exteriores que aumentan la rigidez, aerodinámica, belleza y seguridad al vehículo.

 Elementos exteriores: conforman la carrocería exterior. Son perfectamente visibles sin desmontar ningún accesorio o pieza. Se pueden dividir en elementos con una función primordialmente estética, cuya misión es cerrar huecos y determinar la línea externa de la carrocería, y elementos estructurales, como los pilares y los estribos, cuya función es soportar cargas y distribuir los esfuerzos.

Paneles exteriores: este conjunto está formado por todos los revestimientos exteriores, que determinan el aspecto estético del vehículo; está constituido por:

 
Puertas: Son elementos que cierran el habitáculo de la carrocería, aportando rigidez. Se incluyen en seguridad pasiva al incorporar refuerzos para no dañar a los ocupantes.

 Aletas: Son piezas de cerramiento lateral del vano motor o el maletero.

 Frente delantero: Este elemento consiste en una pieza transversal, que refuerza y une entre sí a las aletas delanteras. Dispone de huecos para permitir paso al aire.

 Capó: Forma la tapa o cerramiento superior del vano motor y, en seguridad pasiva, dispone de una estructura especial para conseguir una deformación programada en caso de accidente y no dañar a los pasajeros.

Techo: Es una pieza de gran superficie que se apoya en los montantes de la caja y sobre los marcos del parabrisas y la luna trasera, proporciona rigidez al habitáculo.

Panel trasero: Es el revestimiento transversal que forma la parte trasera de la carrocería y une entre sí, las aletas y el armazón trasero.

Portón trasero: Forma el cerramiento del maletero.

Luna delantera: Aunque no es una pieza metálica, puede considerarse como pieza de la carrocería. Se trata de un vidrio laminado, para evitar su rotura en pequeños trozos, suele ir pegada con adhesivos que hace que aporte gran rigidez al vehículo.

         Elementos internos de la carrocería de un vehículo:

 Elementos interiores: la mayor parte de los componentes que forman la carrocería son elementos interiores. Suelen quedar ocultos por las piezas exteriores, accesorios, tapizados y guarnecidos que recubren o revisten la carrocería.

La mayor parte de estas piezas son elementos estructurales, que soportan los esfuerzos estáticos, generados por el peso del vehículo y de la carga, y los dinámicos, generados por el movimiento (aceleraciones, frenadas, trazado de curvas, etc.)

Chasis o bastidor: soporta la estructura exterior.

plataforma soldada: chapa soldada al chasis sobre la cual nos sentamos.

Largueros: piezas longitudinales, tubulares y de sección generalmente rectangular, que se sitúan a un lado y otro de la plataforma soldada.

travesaños: piezas trasversales, en forma de viguetas huecas unidas a los largueros.

dibujo tecnico

El dibujo técnico es un sistema de representaciones graficas que tiene como propósito facilitar su análisis con bastante información , ayuda en el diseño mantenimiento y facilita una posible construcciones suele hacer con medios informatizados o papel.

También es la representación grafica de un objeto que se guía por unas normas preestablecidas para poder representación forma clara y exacta de el objeto a reproducir

Los objetos, piezas, máquinas, edificios, planes urbanos, entre otros , se suelen representar en planta (vista superior, vista de techo, planta de piso, cubierta, entre otros ), alzado (vista frontal o anterior y lateral; al menos una) y secciones (o cortes ideales) indicando claramente sus dimensiones mediante acotaciones; son necesarias un mínimo de dos proyecciones (vistas del objeto) para aportar información útil del objeto.

El dibujo normalizado esta dividido en 3 partes

Vista: es la forma de representar un objeto desde varios tipos de vistas ortogonales. Normalmente se utilizan tres vistas alzado ,planta, perfil. Hay dos tipos principales el diedro que es el europeo y el tercer diedro que es el americano

Cortes: son las vistas de una pieza a la que se le hace un corte imaginario para ver mejor su interior

Despiece y conjuntos: enseñan los elementos que componen una maquina o parte de ella indicando donde se coloca cada una y su posición.

 La acotación es el proceso de anotar, mediante líneas, cifras, signos y símbolos, las mediadas de un objeto, sobre un dibujo previo del mismo, siguiendo una serie de reglas  establecidos mediante normas.

Se puede considerar que el dibujo de una pieza o mecanismo esta correctamente acotado cuando las indicaciones de cotas sea adecuadas para su fabricación.

1	Una cota solo se indicará una sola vez en un dibujo, salvo que sea indispensable repetirla.
2.	No debe omitirse ninguna cota.
3.	Las cotas se colocarán sobre las vistas que representen más claramente los elementos correspondientes.
4.	Todas las cotas de un dibujo se expresarán en las mismas unidades, en caso de utilizar otra unidad, se expresará claramente, a continuación de la cota.
5.	No se acotarán las dimensiones de aquellas formas, que resulten del proceso de fabricación.
6.	Las cotas se situarán por el exterior de la pieza. Se admitirá el situarlas en el interior, siempre que no se pierda claridad en el dibujo.
7.	No se acotará sobre aristas ocultas, salvo que con ello se eviten vistas adicionales, o se aclare sensiblemente el dibujo. Esto siempre puede evitarse utilizando secciones.
8.	Las cotas se distribuirán, teniendo en cuenta criterios de orden, claridad y estética.
9.	Las cotas relacionadas. como el diámetro y profundidad de un agujero, se indicarán sobre la misma vista.
10.	Debe evitarse, la necesidad de obtener cotas por suma o diferencia de otras, ya que puede implicar errores en la fabricación.

          Los elementos básicos que intervienen en la acotación son:
 

	Líneas de cota: Son líneas paralelas a la superficie de la pieza objeto de medición. Cifras de cota: Es un número que indica la magnitud. Se sitúa centrada en la línea de cota Símbolo de final de cota: Las líneas de cota serán terminadas en sus extremos por un símbolo, que podrá ser una punta de flecha, un pequeño trazo oblicuo a 45º o un pequeño círculo.   Líneas auxiliares de cota: Son líneas que parten del dibujo de forma perpendicular a la superficie a acotar, y limitan la longitud de las líneas de cota. Deben sobresalir ligeramente de las líneas de cota, aproximadamente en 2 mm. Excepcionalmente, como veremos posteriormente, pueden dibujarse a 60º respecto a las líneas de cota.
	Líneas de referencia de cota: Sirven para indicar un valor dimensional, o una nota explicativa en los dibujos, mediante una línea que une el texto a la pieza. Las líneas de referencia, terminarán: En flecha, las que acaben en un contorno de la pieza. En un punto, las que acaben en el interior de la pieza. Sin flecha ni punto, cuando acaben en otra línea. La parte de la línea de referencia don se rotula el texto, se dibujará paralela al elemento a acotar, si este no quedase bien definido, se dibujará horizontal, o sin línea de apoyo para el texto.
	Símbolos: En ocasiones, a la cifra de cota le acompaña un símbolo indicativo de características formales de la pieza, que simplifican su acotación, y en ocasiones permiten reducir el número de vistas necesarias, para definir la pieza. Los símbolos más usuales son:

Sistema europeo vs americano En el sistema europeo el plano se coloca detrás del objeto en el sentido de la proyección Las seis proyecciones principales de la pieza se obtienen en cada una de las caras del paralepípedo. Cada una de las vistas tiene un nombre asignado: La vista que se obtiene mirando desde el frente se llama Alzado o vista frontal La vista que se obtiene mirando desde arriba se llama planta La vista que se obtiene mirando desde la derecha o izquierda del observador se llama vista lateral derecha o vista lateral izquierda. la vista que se obtiene mirando desde atrás se llama alzado posterior La vista que se obtiene mirando sede abajo se llama planta inferior Después de obtenidas las vistas deseadas sobre las caras del paralepípedo se deben abatir para que estén en el mismo plano. El abatimiento se hace siempre dejando como al alzado como vista principal, es decir las demás se abaten entorno del alzado.

Escala

 Se define la ESCALA como la relación entre la dimensión dibujada respecto de su dimensión real, esto es:

E = dibujo / realidad

          Si el numerador de esta fracción es mayor que el denominador, se trata de una escala de ampliación, y será de reducción en caso contrario. La escala 1:1 corresponde a un objeto dibujado a su tamaño real (escala natural).
 

 La forma más habitual del escalímetro es la de una regla de 30 cm de longitud, con sección estrellada de 6 facetas o caras. Cada una de estas facetas va graduada con escalas diferentes, que habitualmente son:

                    1:100, 1:200, 1:250, 1:300, 1:400, 1:500

          Estas escalas son válidas igualmente para valores que resulten de multiplicarlas o dividirlas por 10, así por ejemplo, la escala 1:300 es utilizable en planos a escala 1:30 ó 1:3000, etc.

Sistemas de representación

Todos los sistemas de representación tienen como objetivo representar sobre una superficie biodimensional, los objetos que son tridimensionales en el espacio y cumplen una condición fundamental la reversibilidad si a partir de un objeto tridimensional los diferentes sistemas permiten la representación biodimensional de dicho objeto el sistema debe permitir tener la posición en el espacio de cada uno de los elementos de dicho objeto

Perspectiva axonométrica

La perspectiva axonométrica es un sistema de representación gráfica, consistente en representar elementos geométricos o volúmenes en un plano, mediante proyección paralela o cilíndrica, referida a tres ejes ortogonales, de tal forma que conserven sus proporciones en cada una de las tres direcciones del espacio: altura, anchura y longitud.

La perspectiva axonométrica cumple dos propiedades importantes que la distinguen de la perspectiva cónica:

·         La escala del objeto representado no depende de su distancia al observador (equivalente a que el observador estuviera en el infinito).

·         Dos líneas paralelas en la realidad son también paralelas en su representación axonométrica.

Perspectiva axonométrica: proporción de las medidas.

   

Conica

Se denomina superficie cónica de revolución, a la superficie generada por una recta denominada generatriz, al girar entorno a otra recta denominada eje.

     El punto donde la generatriz corta al eje se denomina vértice V de la superficie cónica.

 

     Si un plano a, intercepta a una superficie cónica de revolución, la sección producida se denomina superficie cónica, y su contorno es una curva plana de segundo grado.

     Las curvas cónicas propiamente dichas son tres Elipse, Parábola e Hipérbola.

     La Elipse se genera cuando el plano a es oblicuo respecto al eje, y corta a todas las generatrices.

     La Parábola se genera cuando el plano a es paralelo a una generatriz.

     La Hipérbola se genera cuando el plano a es paralelo a dos generatrices. Por cuestiones didácticas y de mejor comprensión, se suele representar utilizando un plano a paralelo al eje de la superficie cónica de revolución.

ELIPSE	PARÁBOLA	HIPÉRBOLA