Stress & Strain Calculator
Calculate stress, strain, and Young's modulus
Enter force, area, and change in length
Stress = F/A, Strain = dL/L0, E = Stress/Strain¿Qué es el Análisis Estrés-Deformación?
El análisis estrés-deformación describe cómo los materiales se deforman bajo cargas aplicadas. El estrés (σ) es la fuerza interna por unidad de área dentro de un material, medida en Pascales (Pa). La deformación (ε) es la deformación fraccional — cuánto se estira o comprime el material en relación con su longitud original.
La relación entre estrés y deformación en la región elástica define el módulo de Young (E), una propiedad fundamental del material. Los ingenieros usan estos datos para seleccionar materiales, diseñar estructuras y predecir puntos de falla en puentes, implantes médicos y más.
Cómo Usar la Calculadora
- Ingresa la fuerza aplicada en Newtons (N) y el área de sección transversal en metros cuadrados (m²).
- Ingresa la longitud original y el cambio de longitud para calcular la deformación.
- Haz clic en Calcular para obtener estrés (Pa), deformación y módulo de Young.
- Compara los resultados con los límites del material para verificar la integridad estructural.
Fórmula y Explicación
Estrés: σ = F / A (Pa)
Deformación: ε = ΔL / L₀ (adimensional)
Módulo de Young: E = σ / ε (Pa)
σ = estrés (Pa)
F = fuerza (N)
A = área de sección transversal (m²)
ε = deformación
ΔL = cambio de longitud (m)
L₀ = longitud original (m)El módulo de Young solo es válido en la región elástica (lineal) de la curva estrés-deformación. Más allá del punto de fluencia ocurre deformación plástica.
Ejemplos Resueltos
Varilla de Acero a Tensión
Una varilla de acero de 10 mm de diámetro (A ≈ 7,85×10⁻⁵ m²) se jala con 5000 N. σ ≈ 63,7 MPa. Si se estira 0,03 mm en 1 m, ε = 3×10⁻⁵ y E ≈ 212 GPa, coincidiendo con el valor conocido del acero.
Estiramiento de una Banda Elástica
Una tira de caucho (A = 4×10⁻⁶ m², L₀ = 0,1 m) se estira 0,02 m bajo 0,8 N. σ = 200 000 Pa, ε = 0,2, E = 1 MPa. El bajo módulo del caucho explica su alta flexibilidad.
Columna de Concreto
Una columna de concreto (A = 0,04 m²) soporta 800 kN. σ = 20 MPa. Con 0,1 mm de acortamiento en 2 m, ε = 5×10⁻⁵ y E ≈ 400 GPa, dentro del rango normal del concreto.