Suite Completa de Análisis y Diseño en Ingeniería
Calcula esfuerzo de tracción y compresión en materiales.
Calcula la deformación del material a partir de la elongación.
Calcula el módulo elástico de materiales.
Determina el módulo de corte a partir de propiedades elásticas.
Entender las propiedades básicas de los materiales es fundamental para el diseño en ingeniería. La relación esfuerzo-deformación define cómo los materiales se deforman bajo cargas aplicadas. Nuestras calculadora de esfuerzo y calculadora de deformación ayudan a determinar estas características críticas de los materiales.
El esfuerzo normal (σ) se calcula dividiendo la fuerza aplicada por el área transversal. Es uno de los cálculos más fundamentales en resistencia de materiales. El esfuerzo de tracción ocurre cuando los materiales se separan, mientras que el de compresión bajo cargas de aplastamiento.
La deformación (ε) representa el cambio relativo en las dimensiones originales. Es una magnitud adimensional que muestra cuánto se estira o comprime un material. El Módulo de Young (E) relaciona esfuerzo con deformación e indica la rigidez del material.
El Módulo de Corte (G) mide la resistencia a la deformación por corte. Usa el coeficiente de Poisson para convertir entre diferentes constantes elásticas y caracterizar completamente el material.
Calcula el momento flector máximo en vigas.
Calcula la fuerza cortante en secciones de viga.
Calcula la deflexión de vigas bajo cargas.
Calcula el esfuerzo por flexión en vigas.
El análisis de vigas es crítico para el diseño estructural. La calculadora de momento flector determina los momentos internos que causan la flexión de la viga. El momento flector máximo típicamente ocurre en el centro de vigas simplemente apoyadas bajo cargas puntuales.
La fuerza cortante representa fuerzas internas perpendiculares al eje de la viga. La calculadora de fuerza cortante ayuda a identificar dónde el esfuerzo cortante es máximo. Los diagramas de fuerza cortante (DFC) y de momentos flectores (DMF) son herramientas esenciales para entender el comportamiento de la viga.
La deflexión de viga es el desplazamiento vertical bajo carga. La calculadora de deflexión de viga usa la fórmula δ = PL³/(48EI) para vigas simplemente apoyadas. Una deflexión excesiva puede causar problemas de servicio aunque la resistencia sea adecuada.
Nuestras calculadoras manejan múltiples condiciones de carga: cargas puntuales, cargas uniformemente distribuidas (CUD), cargas triangulares y diversas configuraciones de apoyos incluyendo voladizo y simplemente apoyadas.
Calcula I para secciones transversales rectangulares.
Calcula I para secciones transversales circulares.
Calcula el módulo de sección para diseño de vigas.
Calcula J para ejes circulares.
El momento de inercia (I), también llamado segundo momento de área, es crucial para el diseño de vigas y columnas. Mide cómo se distribuye el área respecto a un eje. La calculadora de momento de inercia maneja formas estándar: rectángulos, círculos, tubos, perfiles I y canales U.
Para secciones rectangulares: I = (b×h³)/12. Para circulares: I = πr⁴/4. Mayores momentos de inercia significan menor deflexión y mayor resistencia a flexión.
El módulo de sección (W) es la relación del momento de inercia a la distancia desde el eje neutro: W = I/c. La calculadora de módulo de sección es esencial para el diseño de vigas, ya que el esfuerzo por flexión se relaciona directamente con el módulo de sección.
El momento polar de inercia (J) se usa para análisis torsional de ejes. Para ejes circulares sólidos: J = πd⁴/32. La calculadora maneja secciones circulares sólidas y huecas.
Analiza el esfuerzo torsional en ejes.
Calcula la distribución de esfuerzo cortante.
Calcula el esfuerzo equivalente.
Calcula la deflexión angular en ejes.
La torsión ocurre cuando se aplica un torque (momento torsor) a ejes. La calculadora de torsión calcula el esfuerzo torsional máximo: τ = T·r/J. Los ejes experimentan esfuerzo cortante máximo en la fibra exterior.
El ángulo de giro (θ) representa la deflexión angular a lo largo del eje. La fórmula θ = TL/(GJ) muestra que ejes más largos y con menor momento polar resultan en mayor giro. Usa la calculadora de ángulo de giro para asegurar rigidez adecuada del eje.
El esfuerzo cortante (τ) se desarrolla a través de secciones transversales de vigas perpendiculares a la flexión. La fórmula τ = V·Q/(I·b) muestra cómo varía el corte a través de la sección. El corte máximo a menudo ocurre en el eje neutro.
El esfuerzo equivalente von Mises (σ_vm = √(σ² + 3τ²)) combina esfuerzos normales y cortantes para predecir fallo en materiales dúctiles. Nuestra calculadora de esfuerzo von Mises es esencial para estados de carga complejos.
Determina la carga crítica de pandeo.
Calcula esfuerzos de contacto.
Calcula la capacidad al corte de pernos.
Convierte torque en fuerza de precarga.
Calcula esfuerzo en soldaduras.
Predice la vida a fatiga de componentes.
El fallo por fatiga ocurre después de muchos ciclos de carga a esfuerzos por debajo del límite elástico. La calculadora de vida a fatiga usa curvas S-N (Wöhler) para predecir la vida útil de componentes.
La relación entre esfuerzo (S) y ciclos a fallo (N) es logarítmica: log(N) = [log(S_f) - log(S)]/m. Esfuerzos más altos reducen la vida; esfuerzos más bajos la extienden. La pendiente (m) depende del material y el entorno.
Los efectos de esfuerzo medio son críticos—componentes bajo esfuerzo medio de tracción fallan más rápido que aquellos bajo esfuerzo medio cero. El diagrama de Goodman considera el esfuerzo medio al predecir la resistencia a fatiga.
Aplicaciones comunes incluyen ejes rotativos, componentes de motores, sistemas de suspensión y estructuras aeronáuticas. Usa nuestra calculadora para verificar seguridad adecuada a fatiga bajo cargas cíclicas.
Los factores de concentración de esfuerzos y efectos de acabado superficial reducen aún más la resistencia a fatiga en componentes reales. La práctica de diseño conservadora incluye márgenes de seguridad de 2-4 en vida a fatiga.