Materiales de Construcción - Parcial 2
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Questions and Answers

¿Qué forma tiene el diagrama de momento flector cuando se trabaja con cargas distribuidas uniformes?

  • Parábola (correct)
  • Línea recta
  • Senoide
  • Círculo
  • En una viga simplemente apoyada con una carga concentrada, ¿dónde es máxima la fuerza cortante?

  • En el centro de la viga
  • En el extremo opuesto a la carga
  • En el extremo de la viga más cercano a la carga concentrada (correct)
  • En la sección media de la viga
  • ¿Qué tipo de esfuerzos se denominan con la letra N?

  • Esfuerzos de flexión
  • Esfuerzos de torsión
  • Esfuerzos cortantes
  • Esfuerzos normales o axiales (correct)
  • ¿Cuál es el lugar donde se presenta el esfuerzo a compresión máximo en una viga de recto bajo un momento positivo?

    <p>En la fibra superior de la sección transversal de la viga (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué relación tiene el esfuerzo cortante promedio en flexión con el momento de inercia según la fórmula de Jourawsky?

    <p>Es directamente proporcional (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones se considera una hipótesis para deducir la ecuación elástica de una viga?

    <p>Solo se consideran deformaciones debidas a momentos flectores (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de columnas están sujetas a falla por aplastamiento?

    <p>Columnas cortas (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes expresiones es válida para definir la carga crítica de pandeo?

    <p>$P_{cr} = (π^2 EI) / L^2$ (C), $P_{cr} = (π^2 EA) / (L/r)^2$ (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué parámetro NO depende de la carga crítica de Euler para columnas articuladas?

    <p>El área de la sección transversal (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la condición del equilibrio neutro en una columna con una carga axial?

    <p>Cuando P = Pcr (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de viga permite que sus extremos estén libres y presente un apoyo en un extremo?

    <p>Viga en voladizo (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede con el valor de Pcr si se utiliza un material más rígido?

    <p>Pcr aumenta (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la descripción correcta del fenómeno que ocurre en la columna b mencionada?

    <p>Pandeo (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se describe el tipo de equilibrio representado por la ecuación P < K r L / 4?

    <p>Equilibrio estable (D)</p> Signup and view all the answers

    En un ensayo de fatiga, ¿qué aspecto se estudia principalmente?

    <p>El daño acumulativo ante cargas cíclicas (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los planos de esfuerzo es correcta?

    <p>Los planos de fuerza cortante máximo están a 45° de los planos principales (B)</p> Signup and view all the answers

    Si se somete una probeta a carga constante, temperatura fija y se mide la deformación con el tiempo, ¿a qué ensayo se refiere?

    <p>Ensayo de termofluencia (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el valor del esfuerzo cortante máximo para el estado tensional en la imagen proporcionada?

    <p>106,07 Mpa (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué caracterizan a los materiales compuestos?

    <p>Integran diferentes fases para crear un material nuevo con propiedades propias. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes opciones es una propiedad de los materiales cerámicos?

    <p>Fragilidad (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de desgaste ocurre por la colisión de burbujas en un líquido debido a cambios de presión o temperatura?

    <p>Desgaste por cavitación (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes es un componente que NO es un elemento metálico?

    <p>Polietileno (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes es una característica de las aleaciones?

    <p>Son mezclas homogéneas de metales y elementos no metálicos. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué no son comúnmente utilizados los materiales cerámicos en la fabricación de máquinas o motores?

    <p>Presentan alta fragilidad. (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de desgaste se produce debido al constante contacto entre superficies metálicas y material abrasivo?

    <p>Desgaste por deslizamiento (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué problema ambiental es frecuente con los plásticos después de su uso?

    <p>No se biodegradan en su mayoría. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de diagrama genera una carga distribuida de valor constante en fuerza cortante?

    <p>Lineal (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el valor de la flecha máxima de una viga simplemente apoyada de 3m que soporta una carga uniforme de 300 kg por metro lineal?

    <p>0.527 cm (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede cuando los polimeros entran en contacto con reactivos químicos como ácidos o bases?

    <p>Sufren degradación química. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la característica principal de las columnas cortas?

    <p>Falla ocurre cuando σmax= σy. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué propiedades tienen los polímeros oxidados?

    <p>Menor resistencia mecánica (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de carga genera un diagrama de momento flector lineal?

    <p>Carga puntual (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de falla corresponde a columnas largas?

    <p>Falla por pandeo. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el valor de la flecha máxima de una viga empotrada con una fuerza puntual de 200 kg en el extremo?

    <p>28.44 cm (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué define un elemento solicitado a flexión pura?

    <p>Sometido a pares iguales que actúan en el mismo plano. (D)</p> Signup and view all the answers

    En el sistema de esfuerzos que representa un ensayo de tracción, ¿qué tipo de esfuerzos produce la carga axial N?

    <p>Esfuerzos axiales (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la composición típica de un vidrio ordinario?

    <p>72% de sílice, 15% de óxido de sodio, 9% de óxido de calcio. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué aspecto limita el uso industrial de los adhesivos?

    <p>Delicado proceso de preparación superficial. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el resultado de la fórmula para la flecha máxima de una viga empotrada con una fuerza de 100 kg sobre una sección de 10x20 cm?

    <p>1.5 cm (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se denomina la deformación que experimenta un elemento alargado cuando se aplica una carga perpendicular a su eje?

    <p>Flexión. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se denomina al tipo de carga que está representada como concentrada?

    <p>Cargas concentradas (A)</p> Signup and view all the answers

    En la falla por fatiga, ¿cuál es un tratamiento recomendable para mejorar la dureza del material?

    <p>Tratamientos de endurecimiento superficial. (C)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    ¿Qué tipo de distribución tiene el diagrama de momento flector con cargas distribuidas uniformes?

    Tiene una distribución parabólica.

    ¿Qué tipo de distribución tiene el diagrama de esfuerzo cortante con cargas distribuidas uniformes?

    Tiene una distribución lineal (recta).

    ¿Dónde es máximo el esfuerzo cortante en una viga simplemente apoyada con una carga concentrada?

    En el extremo de la viga más cercano a la carga concentrada.

    ¿Dónde es máximo el momento flector en una viga simplemente apoyada con una carga concentrada?

    En el punto de aplicación de la carga.

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    ¿Qué esfuerzos se denominan con la letra N?

    Los esfuerzos axiales o normales.

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    Materiales compuestos

    Materiales formados por la combinación de dos o más materiales distintos para crear un material nuevo con propiedades únicas.

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    Propiedades de los cerámicos

    Los cerámicos son conocidos por su fragilidad y su capacidad para aislar el calor.

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    ¿Qué son las aleaciones?

    Mezclas sólidas homogéneas de dos o más metales, o de uno o más metales con algunos elementos no metálicos.

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    Dureza

    Medida de la resistencia de un metal a la deformación permanente (plástica).

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    Problema con los plásticos

    La mayoría de los plásticos no se biodegradan, lo que genera un problema de contaminación.

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    ¿Por qué los cerámicos no se usan en máquinas?

    Son demasiado frágiles para soportar las fuerzas y el desgaste en las máquinas.

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    Desgaste por cavitación

    Se produce cuando un líquido en circulación está sujeto a rápidos cambios de presión o temperatura, formando burbujas que colapsan y perforan el metal.

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    Desgaste por deslizamiento

    Se produce por el contacto constante entre dos superficies metálicas en presencia de material abrasivo, con o sin lubricación.

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    Método de Superposición

    Un método para analizar vigas que consiste en dividir la carga aplicada en partes más simples y luego superponer las soluciones individuales para obtener la solución final.

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    Ley de Variación del Momento Flector

    La ley de variación del momento flector describe cómo cambia el momento flector a lo largo de una viga, y está relacionada con las cargas aplicadas.

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    ¿En qué casos las secciones planas antes de la deformación siguen siendo planas después de la deformación?

    Esta hipótesis se aplica cuando las deformaciones son pequeñas y las fuerzas no exceden el límite elástico del material. Es decir, la viga se deforma sin romperse o fallar.

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    ¿A qué tipo de columnas se les identifica la falla por aplastamiento?

    Las columnas cortas fallan por aplastamiento cuando la carga aplicada es tan grande que la columna se aplana directamente, sin pandear.

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    ¿Qué es el pandeo en columnas?

    El pandeo es la forma en que una columna delgada falla cuando se le aplica una carga axial. La columna se dobla lateralmente en lugar de aplastarse.

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    ¿Cuál es la ecuación de carga crítica de Euler para columnas articuladas?

    Pcr = (π²EI) / L² donde Pcr es la carga crítica de Euler, E es el módulo de elasticidad, I es el momento de inercia de la sección transversal, y L es la longitud de la columna.

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    ¿Cuál de las siguientes modificaciones incrementa la Pcr?

    Usar un material más rígido, es decir, con un módulo de elasticidad E más alto, incrementa la carga crítica de pandeo de la columna.

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    ¿Qué tipo de equilibrio describe la siguiente ecuación: P < KrL/4?

    Esta ecuación describe el equilibrio estable, lo que significa que la columna permanece en equilibrio cuando se aplica una carga axial menor a la carga crítica de pandeo.

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    Viga en voladizo

    Una viga que se extiende más allá de su último apoyo, con un extremo libre.

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    Viga simplemente apoyada

    Una viga que se sostiene en dos apoyos, sin ningún otro tipo de soporte.

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    Viga con voladizo

    Una viga con un tramo que se extiende más allá de su último apoyo.

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    Pandeo

    El fenómeno de flexión o deformación brusca de una columna o viga sometida a una carga axial.

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    ¿Qué tipo de esfuerzo ocurre por encima del eje neutro?

    Compresión.

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    Degradación Química

    El proceso de deterioro de los polímeros causado por la interacción con sustancias químicas como ácidos, bases, solventes, gases o reactivos.

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    Columnas Cortas

    Elementos estructurales cargados axialmente a compresión con relaciones de esbeltez pequeñas que fallan por esfuerzo de fluencia (σmax= σy) antes de que ocurra el pandeo.

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    Columnas Largas

    Elementos estructurales cargados axialmente a compresión que fallan por pandeo debido a su alta esbeltez y el efecto de la carga en su longitud.

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    Flexión Pura

    La solicitación que experimenta un elemento prismático cuando se le aplican pares iguales y opuestos en el mismo plano longitudinal.

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    Flexión Asimétrica

    La solicitación que experimenta un elemento cuando los pares de flexión no actúan en ningún plano de simetría de la viga.

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    Carga Axial Excéntrica en Plano de Simetría

    La fuerza aplicada a un elemento cuyos ejes no coinciden con el centroide de la sección transversal. La línea de acción de la fuerza no coincide con el centro de la sección.

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    Columnas Intermedias

    Elementos cargados axialmente a compresión que se encuentran entre las columnas cortas y largas. La falla se produce por una combinación de pandeo y esfuerzo de fluencia.

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    Metales Refractarios

    Materiales metálicos diseñados para soportar altas temperaturas, superiores a los 1000⁰C, manteniendo sus propiedades mecánicas y resistencia.

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    Diagrama de fuerza cortante para una carga distribuida uniforme

    El diagrama de fuerza cortante para una carga distribuida uniforme tiene una forma lineal. Esto significa que la fuerza cortante aumenta o disminuye a una tasa constante a lo largo de la viga.

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    Diagrama de momento flector para una carga distribuida uniforme

    El diagrama de momento flector para una carga distribuida uniforme tiene una forma cuadrática. Esto significa que la curva del diagrama es una parábola.

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    Diagrama de fuerza cortante para una carga puntual

    El diagrama de fuerza cortante para una carga puntual es constante. Esto significa que la fuerza cortante es la misma en todos los puntos a lo largo de la viga.

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    Diagrama de momento flector para una carga puntual

    El diagrama de momento flector para una carga puntual tiene una forma lineal. Esto significa que la curva del diagrama es una línea recta.

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    Efectos de las solicitaciones N y My

    Las solicitaciones N (esfuerzos axiales) y My (momento flector) producen esfuerzos axiales en la viga. Estos esfuerzos actúan perpendicularmente a la sección transversal de la viga.

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    Efectos de las solicitaciones T y Vy

    Las solicitaciones T (esfuerzos tangenciales) y Vy (fuerza cortante) producen esfuerzos cortantes en la viga. Estos esfuerzos actúan paralelamente a la sección transversal de la viga.

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    Carga concentrada

    Una carga concentrada es una fuerza aplicada a un punto específico de la viga. Se representa como una flecha en el diagrama de cuerpo libre.

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    Carga distribuida

    Una carga distribuida es una fuerza que se aplica a lo largo de una sección de la viga. Se representa como una línea recta en el diagrama de cuerpo libre.

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    Study Notes

    Materiales de Construcción - Parcial 2

    • Elemento Estructural (Viga): Construido para soportar flexión y esfuerzo cortante.

    • Viga de Gerber: Viga continua con roturas en su longitud.

    • Carga Distribuida Constante: Genera un diagrama de fuerza cortante lineal y un diagrama de momento flector cuadrático.

    • Viga de Alma Llena: Viga construida con perfiles de acero laminados en caliente, simples o soldadas.

    • Características de las Vigas Gerber: Múltiples apoyos, rótulas que pueden moverse, usadas en tramos largos, poseen rótulas.

    • Q (Fuerza Cortante): Calculada mediante la sumatoria de fuerzas en el diagrama de cuerpo libre al cortar una parte de la viga.

    • Claro: Distancia entre apoyos de una viga.

    • Diagramas de Esfuerzos Internos: Representan la variación de estos esfuerzos, con la longitud en las abscisas y el valor del esfuerzo en las ordenadas.

    • Vigas de Alma Llena: Resistencia a fuerzas en la dirección de un eje, eje recto, piezas prismáticas, capacidad de resistir fuerzas en dirección transversal.

    • Continuidad de Fuerza Cortante y Momento Flector: Son continuas o sus pendientes discontinuas en puntos donde una carga distribuida cambia, se aplican momentos por concentrados, hay reacciones de apoyos o fuerzas externas concentradas.

    • Clasificación de Vigas: Material constitutivo, configuración, tipo y forma de cargas, número y tipo de vínculos.

    • Diagrama de Momento Flector (con carga distribuida uniforme): Parabólico.

    • Diagrama de Esfuerzo Cortante (con carga distribuida uniforme): Línea recta.

    • Máximo Momento Flector (con carga concentrada): Ocurre en el extremo de la viga más cercano a la carga.

    • Esfuerzos Axiales (N): Esfuerzos denominados con la letra N.

    • Máximo Esfuerzo de Compresión (flexión): Ocurre en la fibra superior de la sección transversal con momento positivo, con y en la fibra inferior con momento negativo.

    • Flexión Pura: Todas las partes están sometidas a tracción (FALSO).

    • Máxima Tracción/Compresión (flexión): M/S (Máximo momento dividido por el esfuerzo de flujo).

    • Esfuerzo Cortante Promedio en Flexión (Fórmula Jourawsky): Depende de momento de inercia, primer momento de área, fuerza cortante, y espesor de viga.

    • Hipótesis en el estudio de vigas de flexión:

      • La deformación por carga es pequeña.
      • El sólido está dentro del rango elástico proporcional.
      • Las secciones planas antes de la deformación siguen siendo planas después.
    • Curvatura y Momento Flector: 1/ρ = M/(EI).

    • Efecto de una carga combinada: Puede obtenerse determinando por separado los efectos de las distintas cargas individuales, y combinando tales resultados (superposición).

    • Esfuerzo Axial: Máximo debido a la acción de un momento positivo en viga recta que está en la fibra inferior.

    • Módulo Elástico de sección: Depende solamente de la geometría.

    • Métodos para Resolver Ecuación Diferencial Elástica: Doble integración, tres momentos, área de momento.

    • Condiciones de Frontera (doble integración): Los valores donde se evalúan las funciones de pendiente o desplazamiento.

    • Fenómeno General de Fallo de Material con Ciclos de Carga: Fatiga.

    • Relación Carga - Efecto (superposición): Lineal.

    • Columnas: Elementos estructurales largos y esbeltos.

    • Tipos de Columnas: Cortas, largas, intermedias.

    • Clasificacion de columnas: En bloque, articuladas.

    • Carga Crítica Euler (para columnas articuladas): Pcrit= (π²EI) / L² . Más rígida el material mayor la Pcr.

    • Equilibrio en columnas: Estable cuando P<KrL / 4

    • Planos de Fuerza Cortante Máximo e Inclinación: 45° de los planos principales.

    • Ensayos Destructivos: Puede no llevar la muestra a la fractura. Ej. Ensayo de dureza.

    • Ensayos No Destructivos: Para evaluar materiales sin dañarlos. Tipos: líquidos penetrantes, rayos x, ultrasonido, magnéticos.

    • Ensayos No Destructivos:

      • Líquidos Penetrantes: Determinación de discontinuidades superficiales.
      • Rayos X: Detección de defectos internos.
      • Ultrasonido: Detección de defectos, como grietas y microfisuras.
      • Magnéticos: Detección de grietas y discontinuidades en materiales ferromagnéticos.
    • Aleaciones: Combinaciones de metales con otros elementos, o metales con no metales.

      • Aceros: Contienen hierro y carbón
      • Hierro: En fundiciones (2-5%).
      • Metales: Buenos conductores eléctricos y térmicos.
      • Polímeros: Moléculas lineales o ramificadas
    • Propiedades de Materiales:

      • Metales: Buenos conductores
      • Cerámicas: Baja conductividad térmica, frágiles.
      • Polímeros: Pueden sufrir degradación por oxidación o por químicos.
    • Tipos de Desgastes: Por fatiga, abrasión, adhesión, erosión, cavitación.

    • Condiciones de Frontera: Donde se evalúan las funciones para la pendiente o desplazamiento en la ecuación de la curva elástica.

    • Tipos de fallas de los materiales (por fatiga): Es la falla por fluctuaciones de esfuerzos.

    • Elementos solicitados por tracción: se ve mayor alargamiento de sus enlaces atómicos.

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    Description

    Este cuestionario aborda los conceptos esenciales sobre las vigas en la construcción, incluyendo elementos estructurales, tipos de vigas y sus características. Además, se analiza cómo calcular la fuerza cortante y se presentan diagramas de esfuerzos internos. Prepárate para aplicar tus conocimientos en este parcial fundamental.

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