Modelos físicos y modernos matemáticos en ingeniería

[pic 1][pic 2][pic 3]

FUNDAMENTOS DE MECANICA DE LOS MATERIALES.

Grupo. 002

Profesor. Ing. Javier Rocha Rodríguez.

Estudiante: Citlalli Paloma Juárez Lázaro.

Evidencia 1. Modelos físicos y modernos matemáticos en ingeniería.

Fecha. 21/Abril/2021.  

Introducción.

Un modelo es un esquema teórico de un sistema o realidad compleja que se elabora para facilitar su compresión y estudio, cada una de sus modalidades, tipos o categorías que existen de algo.

En la ingeniería se le llaman modelos a la representación gráfica o esquemática de una realidad, que sirve para organizar y comunicar de forma clara los elementos que involucran un todo. La ciencia moderna ofrece una colección creciente de métodos, técnicas y teorías acerca de diversos tipos de modelos, aunque existen diversos tipos de modelos, los mas importantes para la ingeniería son: modelos físicos, modelos matemáticos, modelos simbólicos y modelos gráficos.  

Un modelo es la representación cualitativa de un sistema en el cual se muestran las relaciones predominantes entre sus elementos. Por lo que un modelo no puede in luir todos los aspectos de un sistema real, sino solamente los mas importantes, es decir los objetivos y procesos físicos y los símbolos que constituyen el modelo de que la representación se hace generalmente con medios de sustancia distinta a la de los del sistema original. Un modelo contiene los siguientes elementos;

• Parámetros. En el modelo son objetos o símbolos que representan a entidades o atribuciones del sistema que permanece constantes durante el estudio.
• Variables. Son objetos o símbolos en el modelo que representan a entidades o atributos del sistema que cambian en el tiempo durante el estudio.
• Relaciones funcionales. Son los procesos físicos o las relaciones entre los símbolos de un modelo que representan las actividades y a las relaciones entre los elementos de un sistema por lo que describe la forma que cambian las variables.

Es posible diseñar modelos matemáticos para simulación y en problemas complejos ya que pueden ser mas económicos por lo que abra una gran variedad de modelos orientados a encontrar soluciones optimas.

Los modelos físicos no bastasen con solo analizarlos desde el punto de vista matemático, si no es necesario hacer el uso de técnicas experimentales para obtener soluciones prácticas. La industria de la ingeniería satisface las necesidades de los sectores de una población ya que es la encargada de elaborar lo que un sector necesita desde proveer vías de acceso, lugares, esparcimiento, vivienda, y así mismo lugares de trabajo que hacen que estos espacios sean agradables y sobre todo que cuenten con una función útil. La elección de los materiales de construcción depende primeramente de la idea, de la disponibilidad y la cantidad a la cual se quiere invertir. El ser humano ha usado los materiales para diferentes propósitos desde elaborar hasta la vestimenta, construir viviendas, fabricar utensilios, herramientas, armas y así mismo objetos artísticos.

Desarrollo.

• Introduccion de la ingenieria estructural.

La ingeniería estructural es una rama clásica de la arquitectura y de la ingeniería civil que se ocupa del diseño y cálculo de la parte estructural en elementos y sistemas estructurales tales como edificios, puentes, muros, presas, túneles y obras civiles. La finalidad es el conseguir estructuras seguras, resistentes y funcionales en sentido práctico, la ingeniería estructural es la aplicación de la mecánica de medios continuos para el diseño de estructuras que soporten su propio peso (cargas muertas) y más las cargas ejercidas por el uso (cargas vivas) más las cargas producidas por eventos de la naturaleza, como vientos, sismos, nieve o agua.

Los ingenieros estructurales se aseguran de que sus diseños satisfagan un estándar para alcanzar objetivos establecidos de seguridad (por ejemplo, que la estructura no se derrumbe sin dar ningún aviso previo) o de nivel de servicio (por ejemplo, que la vibración en un edificio no moleste a sus ocupantes). Adicionalmente, son responsables por hacer uso eficiente del dinero y materiales necesarios para obtener estos objetivos. Algunos ejemplos simples de ingeniería estructural lo constituyen las vigas rectas simples, las columnas o pisos de edificios nuevos, incluyendo el cálculo de cargas (o fuerzas) en cada miembro y la capacidad de varios materiales de construcción tales como acero, madera u hormigón.

La Ingeniería Estructural es responsable de:

• Seleccionar los materiales, establecer los tipos de uniones de la estructura, así como su anclaje al piso.
• Evaluar el efecto de las cargas que actúan sobre la estructura como lo son el peso muerto, peso de equipos, carga de sismo entre otras.
• Realizar los planos de construcción y especificaciones de los materiales.
• Supervisión de la construcción.

• Conceptos fundamentales de la mecánica de materiales

La mecánica de materiales es una rama de la mecánica que estudia los efectos internos del esfuerzo y deformación en un cuerpo solido que esta cometido a una carga externa.

El esfuerzo esta asociado con la resistencia del material del que esta hecho el cuerpo, por lo que es la fuerza por unidad de área en donde la resistencia del material se ve afectado por el área donde se somete las fuerzas internas, existen 3 tipos de esfuerzos.

• Esfuerzo normal que este se da entre cables, barras o columnas y se representan por las cargas axiales que estas poseen.
• Esfuerzo cortante, son los componentes del esfuerzo que actúan en un área determinado que se desliza.
• Esfuerzo permisible, es aplicar una carga al elemento que no exceda su carga máxima de esfuerzo para que se mantenga en un nivel de seguridad.

La deformación es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo por la aplicación de cargas externas y esto hace que se deforme, también se da por los cambios de temperatura.

...