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Modelo mecánico de solido clásico

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Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$\nu$
nu
Coeficiente de Poisson
-
$\kappa$
kappa
Compresibilidad del material
m^3
$\epsilon$
epsilon
Deformación
-
$w$
w
Densidad de energía de deformación
J/m^3
$U$
U
Densidad de energía elástica
Pa
$\Delta u$
Du
Elongación o contracción
m
$L$
L
Largo
m
$E$
E
Modulo de elasticidad
Pa
$\sigma$
sigma
Tensión
Pa
$\Delta V$
DV
Variación del volumen
m^3
$V$
V
Volumen del cuerpo
m^3

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones


Ejemplos

La compresibilidad de un material esta definida con list=12039 por

equation=12039



lo que en este caso se puede aproximar con list como

equation

La deformaci n se define como la variaci n del largo de un canto del volumen.

Con list es

equation

La fuerza elástica ($F_k$) es una funci n que depende de el módulo de Elasticidad ($E$), la sección del elemento ($S$), la elongación ($u$) y el largo del cuerpo ($L$).

equation=3209

Esta funci n puede ser reescrita utilizando las definiciones de la tensión ($\sigma$) y la deformación ($\epsilon$), lo que nos lleva a la versi n continua de la Ley de Hooke:

kyon

Si se considera un cubo de largo, ancho y alto L el volumen ser igual a L^3. Si se aplica una tensi n sobre dos caras opuestas se tiene que se deformara en \epsilon en la direcci n de la tensi n siendo con list=8100

equation=8100



con E el modulo de elasticidad. Mientras se deforme en \epsilon lateralmente lo har en \epsilon_{\perp} de modo que con list=8101

equation=8101\\n\\nComo el largo en la direcci n de la tensi n pasara de L a L(1+\epsilon) y en la direcci n perpendicular a L(1-\nu\epsilon) con \nu el modulo de Poisson.\\n\\nPor ello al aplicar la tensi n \sigma el volumen pasara a ser\\n\\n

$L(1+\epsilon)L(1-\nu\epsilon)L(1-\nu\epsilon)=L^3(1-\nu\epsilon-\nu^2\epsilon^2+\nu^3\epsilon^3)$

\\n\\nSi se introduce el volumen V_0 y se supone peque as deformaciones (\epsilon\ll 1) se obtiene\\n\\n

$V_0+dV=V_0(1+\epsilon-2\nu\epsilon)$



o en la aproximaci n de peque as deformaciones con list

equation

Como el volumen deformado es con list=8102

equation=8102\\n\\ny la tensi n es\\n\\n

$\sigma = E\epsilon$

\\n\\ncon E el modulo de elasticidad. Como la variaci n de la presi n es igual a el promedio de las tensiones en las tres direcciones\\n\\n

$\Delta p=-\displaystyle\frac{1}{2}(\sigma_1+\sigma_2+\sigma_3)$

\\n\\nEn el caso de que solo se tiene tensi n en un eje\\n\\n

$\sigma_1=\sigma,,\sigma_2=\sigma_3=0$



se tiene que con list=8098

equation=8098



por lo que se puede reescribir con list con

equation

La energía de deformación ($W$) en funci n de el volumen ($V$), el módulo de Elasticidad ($E$) y la deformación ($\epsilon$) es igual a

equation=3206

As que si dividimos por el volumen ($V$), obtenemos la densidad de energía de deformación ($w$), que se define como

kyon

Como la energ a potencial es con list=8104

equation=8104



y la deformaci n es con list=8102

equation=8102\\n\\nse tiene que la energ a potencial se puede escribir como\\n\\n

$U=\displaystyle\frac{E}{2(1-2\nu)^2}\displaystyle\frac{\Delta V^2}{V^2}$



Con la compresibilidad con list=8103

equation=8103



se tiene con list

equation


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ID:(861, 0)