ESTUDIO DE VIGAS DE ESPUMA DE ALTA DENSIDAD

De Casiopea
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INTRODUCCION

El siguiente informe presenta un estudio sobre los distintos tipos de vigas y su comportamiento frente a la aplicación de distintas cargas. Se desarrolló una parte teórica para comprender el funcionamiento de la física de las vigas y posteriormente un trabajo practico. Se trabajó con un modelo hecho en espuma densa y con dos apoyos de madera que hacen las veces de apoyo, estos a su vez evitan que la viga caiga producto de una flexión excesiva ya que se trata de un material demasiado blando. Por otro lado la viga fue grillada para poder distinguir a simple vista los esfuerzos a los que fue sometida en cada prueba.


LA VIGA, MOMENTO Y EQUILIBRIO DE ROTACION

Definicion

Se entiende por viga un elemento constructivo lineal destinado a soportar una carga que trabaja principalmente a la flexión. Es también una característica constituyente que predomine su dimensión longitudinal ya que su principal función es salvar distancias sin apoyos intermedios.

Reacciones del momento y equilibrio de rotacion de una viga

En mecánica Newtoniana se denomina Momento de fuerza, a una magnitud vectorial, respecto a un punto dado. De Acuerdo a esto un momento sin un momento opuesto de reacción causaría que el cuerpo gire. Nos referimos entonces a la ley de newton; Para que un cuerpo permanezca en reposo ( para que este en equilibrio de rotación) , cada momento aplicado debe tener una reacción opuesta y de igual momento. Todas las fuerzas aplicadas y de reacción que actúan sobre un cuerpo deber ser concurrentes ( sus líneas de acción deben pasar a través del mismo punto) para que el cuerpo este en equilibrio de rotación.

El cuerpo tiende a rotar pero una fuerza es contrarestada por la otra, como resultado el cuerpo está fijo.


DIAGRAMAS DEL CUERPO LIBRE DE UNA VIGA

Los diagramas de cuerpo libre son diagramas de fuerzas en equilibrio donde se muestran todas las fuerzas aplicadas y las fuerzas reactivas que actúan sobre un cuerpo o sobre una porción de un cuerpo. Son útiles en la compresión ( así como en el análisis cuantitativo) del comportamiento estructural.

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FOTO/ Viga sobre apoyo en sus extremos, la única fuerza que recibe es la de su propio peso, producto del materia ya presenta una leve flexión.


APOYOS

Un apoyo es una conexión entre un miembro estructural y un cuerpo rígido que proporciona el soporte.

Condiciones de apoyo

Los apoyos y otras conexiones estructurales varían en la forma que restringen o permiten el movimiento de traslación o de rotación . Una conexión fija es la mas restrictiva ; tanto la traslación como la rotación son restringidas. La base de un asta es un ejemplo de apoyo fijo. Un cantilever es un miembro con un extremo fijo y otro libre. El asta de una bandera es un cantilever vertical. Una mensula en una pared sobre la cual se apoya una repisa es un cantilever horizontal.

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Mensula y cantiler; la mensula tiene un elemento oblicuo que recibe las descargas aplicadas en el extremo lo que da mas resistencia a la estructura el cantiler en cambio tiene a flectarse con carga tal, por otro lado es muy efectivo si este apoyo está a ambos lados, constituyendo una viga empotrada.

Reacciones del apoyo

Una fuerza se puede mantener en equilibrio por una o mas reacciones paralelas. Por ejemplo , un puente puede estar apoyado en cada extremo. El peso del puente constituye la fuerza hacia abajo, con cada apoyo proporcionando una reacción hacia arriba ; la suma de estas reacciones de los apoyos será igual al peso del puente. Como el peso del puente es uniforme a lo largo de su longitud , la fuerza equivalente ocurre en el centro del claro y cada reacción del apoyo es igual a la mitad del peso del puente.

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Una situación un poco mas compleja ocurre cuando una locomotora pesada cruza el puente. Cuando la locomotora comienza a cruzar la mayoría del peso la soporta el apoyo en ese lado, cuando llega al centro las reacciones de los apoyos son iguales , y cuando llega al otro extremo del puente el apoyo en ese extremo soporta la mayoria del peso. En cada caso el total de las reacciones de los apoyos es igual a la suma de los pesos del puente y de la locomotora y el proporcionamiento de las reacciones de los apoyos depende de la posición de esta ultima.


De este mismo modo podemos entenderlo en las pruebas realizadas con las vigas.

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Cada apoyo en sus extremos soportan la mitad del peso de la viga. De hecho la leve deformación de la viga es homogénea.


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Al aplicar un peso en el comienzo de la viga, podemos notar como el apoyo mas proximo recibe una fuerza mayor. La flexión es este punto es mayor.


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Luego con un peso en el centro de la viga la deformación es simétrica, ambos lados se flectan de igual manera, podemos deducir entonces que los dos apoyos están recibiendo la misma fuerza.


MOMENTO DE INERCIA

El momento de inercia es la medida de distribución de material alrededor del centro de un objeto. El momento de inercia es menor cuando todo el material esta concentrado en el centro ( ejemplo: una varilla redonda solida ) . Es mayor cuando el material esta distribuido mas lejos del centro ( ejemplo: un tubo hueco). La carga de pandeo es directamente proporcional al momento de inercia.

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En un tubo hueco la inercia es mayor. En un tubo masizo es menor.


ANALISIS VIGAS

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1. La viga sin recibir cargas presenta una leve curvatura, Producto del material es apreciable al ojo, pero esta pequeña flexión ocurre en cualquier tipo de material. 2. Al aplicar un peso en el medio notamos que la deformación es homogénea ambos lados (apoyos) reciben igual carga. Por otro lado notamos como la sección se vuelve triangular al comprimirse. En ambos casos la fuerza aplicada es por la parte superior, esto quiere decir que la compresión se produce por este mismo lado y la parte inferior se está traccionando. 3. la viga apoyada en un solo lado tiende a curvarse notamos con exageración los esfuerzos a los que está sometida una viga en voladizo. La sección se ve aumentada en la parte superior y disminuida en la inferior. Por lo tanto la compresión está afecta


EXPERIMENTO