RESISTENCIA DE MATERIALES

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INTRODUCCIÓN:

El objetivo principal de la Resistencia de Materiales es el de proporcionar al ingeniero los medios para analizar y diseñar estructuras o componentes capaces de soportar las cargas y acciones a las que Éstos están o pueden estar sometidos durante su vida útil. Los conceptos de tensión y deformación son, por tanto, básicos en la exposición de esta materia. La Resistencia de Materiales y la Teoría de la Elasticidad, como partes integrantes de la Mecánica de Solidos Deformables, son dos disciplinas con objetivos comunes.

Un modelo de resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas. Generalmente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular.

Para el diseño mecánico de elementos con geometrías complicadas la resistencia de materiales suele ser abundante y es necesario usar técnicas basadas en la teoría de la elasticidad o la mecánica de sólidos deformables más generales. Esos problemas planteados en términos de tensiones y deformaciones pueden entonces ser resueltos de forma muy aproximada con métodos numéricos como el análisis por elementos finitos.

El propósito de un motor de combustión interna es la producción de potencia mecánica a partir de la energía química contenida en el combustible, obtenida quemando u oxidando dicho combustible dentro del motor.

Los dos tipos principales de motores de combustión interna:

• Motores por ignición con bujías: También conocido como motores de ciclo Otto, o motores a gasolina.
• Motores con ignición a compresión: También llamados motores Diésel.

Los Motores de combustión interna son relativamente eficientes comparados a los de combustión externa y relativamente económico comparado con las turbinas de gas, por lo cual son los más demandados en el mercado antes de que predominen los autos híbridos y por ello la fabricación de motores resistentes al calor son importantes para esta situación.

OBJETIVO:

Un motor de combustión interna es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Los materiales son elementos que se pueden transformar y agrupar se en un conjunto, o puede ser, usado para producir una obra con algún fin específico.

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Como finalidad de elaborar métodos simples de cálculo, aceptables desde el punto de vista práctico, de los elementos típicos más frecuentes de las estructuras, los elementos de máquinas y el equipamiento electromecánicos, empleando para ello diversos procedimientos aproximados comparando los resultados de cálculo con los ensayos, o los obtenidos aplicando teorías más exactas, las cuales son más complicadas y por ende usualmente poco expeditivas.

PROBLEMA:

Los problemas a resolver haciendo uso de esta ciencia son de dos tipos:

• Dimensionamiento: se trata de encontrar el material, las formas y dimensiones más adecuadas de una pieza, de manera tal que ésta pueda cumplir su cometido: Con seguridad, en perfecto estado técnico y con gastos adecuados.
• Verificación: cuando el material, la forma y las dimensiones ya han sido prefijadas y es necesario conocer si son las adecuadas para resistir el estado de solicitaciones actuantes

Frecuentemente es posible identificar un conjunto de parámetros que representen de manera suficiente aquellos aspectos del proceso que más nos interesan. Las leyes físicas expresan relaciones predecibles entre esos parámetros de interés, permitiendo con ello el estudio sistemático de casos particulares, con vistas a las labores de análisis y de diseño.

Los materiales utilizados para construir sólidos con función resistente son muy diversos. Se emplean desde materiales que se encuentran en la naturaleza como la madera o la piedra, hasta los más modernos elaborados por el hombre, como los materiales reforzados con fibras o el acero y aleaciones metálicas. En estructuras de edificación e industriales, los materiales más utilizados son el acero y el hormigón.

HIPOTESIS:

La justificación de este proyecto es encontrar que materiales son mejores para poder diseñar y crear un motor lo suficientemente eficiente para un automóvil y evitar problemas futuros de desgaste, a su vez conocer los materiales de los cuales están hechos los motores para tener en cuenta posibles fallas y un mantenimiento a estos, igual que tipo de combustibles son los que resisten los mismos, ya que son procesos químicos fuertes que pueden generarnos problemas a futuro con el funcionamiento interno del automóvil y por ende del motor.

JUSTIFICACIÓN:

Las construcciones que el ingeniero encuentre en su práctica tienen, en la mayoría de los casos configuraciones bastante complejas. Como parte del proceso de concebir esquemas de análisis a partir de sistemas reales, se realizan simplificaciones en cuanto a la forma de los elementos. Las formas típicas de los diversos elementos se reducen a los siguientes tipos simples:

• Barra: Es un cuerpo que tiene dos dimensiones pequeñas en comparación con la tercera, como caso particular, pueden ser de sección transversal constante y de eje rectilíneo. La línea que une los centros de gravedad de sus secciones transversales se denomina eje de la barra.
• Placa: Es un cuerpo limitado por dos planos, a una distancia pequeña en comparación con las otras dimensiones.
• Bóveda: Es un cuerpo limitado por dos superficies curvilíneas, a una distancia pequeña en comparación con las otras dimensiones.
• Bloque: Es un cuerpo cuyas tres dimensiones son del mismo orden.

Con vistas a establecer esquemas de análisis a partir de sistemas reales, se realizan también simplificaciones relacionas con la naturaleza de los cuerpos, sus propiedades, las cargas actuantes y el carácter de su interacción con las piezas; estas son:

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