Análisis de tensión-deformación
El análisis de tensión-deformación (o análisis de tensión ) es una disciplina de ingeniería que utiliza muchos métodos para determinar las tensiones y deformaciones en materiales y estructuras sometidos a fuerzas . En mecánica continua , el estrés es una cantidad física que expresa las fuerzas internas que las partículas vecinas de un material continuo ejercen entre sí, mientras que la deformación es la medida de la deformación del material.
En términos simples podemos definir el estrés como la fuerza de resistencia por unidad de área que ofrece un cuerpo contra la deformación. El estrés es la relación entre la fuerza y el área (S =R/A, donde S es el estrés, R es la fuerza de resistencia interna y A es el área de la sección transversal). La deformación es la relación entre el cambio de longitud y la longitud original, cuando un cuerpo dado se somete a alguna fuerza externa (deformación = cambio de longitud ÷ la longitud original).
El análisis de tensión es una tarea principal para los ingenieros civiles , mecánicos y aeroespaciales que participan en el diseño de estructuras de todos los tamaños, como túneles , puentes y presas , carrocerías de aviones y cohetes , piezas mecánicas e incluso cubiertos y grapas de plástico . El análisis de tensión también se utiliza en el mantenimiento de tales estructuras y para investigar las causas de las fallas estructurales.
Por lo general, el punto de partida para el análisis de tensión es una descripción geométrica de la estructura, las propiedades de los materiales utilizados para sus partes, cómo se unen las partes y las fuerzas máximas o típicas que se espera que se apliquen a la estructura. Los datos de salida suelen ser una descripción cuantitativa de cómo las fuerzas aplicadas se distribuyen por toda la estructura, lo que da como resultado tensiones, deformaciones y desviaciones de toda la estructura y cada componente de esa estructura. El análisis puede considerar fuerzas que varían con el tiempo, como las vibraciones del motor o la carga de los vehículos en movimiento. En ese caso, las tensiones y deformaciones también serán funciones del tiempo y del espacio.
En ingeniería, el análisis de tensiones suele ser una herramienta más que un objetivo en sí mismo; siendo el objetivo final el diseño de estructuras y artefactos que puedan soportar una carga específica, utilizando la cantidad mínima de material o que satisfaga algún otro criterio de optimización.
El análisis de tensión se puede realizar mediante técnicas matemáticas clásicas, modelos matemáticos analíticos o simulación computacional, pruebas experimentales o una combinación de métodos.
