Capitulo 2:Conceptos de Resistencia de

Materiales

Integrantes: Karen Araya

Karem González

Fecha:04 de Julio 2014

Valparaíso, Chile

Esfuerzo - esfuerzo normal - esfuerzo cortante -estado de esfuerzo de un punto Esfuerzo en Carga Axial Esfuerzos en carga Axial Deformación por Carga Axial Esfuerzos por flexión Deformación por flexión TORSIONTORSION EN SECCIONES CIRCULARESTORCION EN SECCIONES RECTANGULARESCORTANTE DIRECTOESFUERZO DE APOYO

Se presenta una revisión de los aspectos más pertinentes para la clase de resistencia de materiales. Se estudia el concepto de esfuerzo, esfuerzos normal y cortante, estado de esfuerzo de un punto, carga axial, flexión, torsión, cortante directo, esfuerzo de apoyo, desgarro y esfuerzos cortantes en vigas.

Sin embargo, otros temas de resistencia de materiales tales como estado de esfuerzo plano, estado triaxial de esfuerzo, esfuerzos principales y círculos de Mohr.

ES LA FUERZA INTERNA QUE EXPERIMENTAN LOS ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA CUANDO SON SOMETIDOS A FUERZAS EXTERNAS.

LOS ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA DEBEN SOPORTAR ESTOS ESFUERZOS SIN ROMPERSE.

Esfuerzo

Si consideramos la sección de corte como la unión de un número finito de áreas.

El objetivo de dividir las componentes de la fuerza resultante F en las fuerzas sobre las áreas, es el de conocer qué partes de la sección soportan mayores fuerzas internas. Para lograr un mejor entendimiento de cómo se distribuyen las componentes Ft y Fn las áreas en que se divide la sección deben ser lo más pequeñas que se pueda.

Esfuerzo Normal Es aquel que tiene una dirección normal (perpendicular) a la

cara sobre la cual actúa; es de tracción, si el esfuerzo hala de la cara (la

flecha apunta desde la cara hacia fuera), tratando de separar el elemento en el punto donde está aplicado y en la dirección del esfuerzo.

Esfuerzo Cortante Como su nombre lo dice, tiende a cortar o cizallar el

elemento en una dirección tangente a la cara sobre la cual actúa.

Estado de esfuerzo de un punto La combinación de esfuerzo normal y cortante cambia

para el mismo punto, si éste se analiza desde otro plano de corte. Por lo tanto, no basta conocer esta pareja de esfuerzos, ya que dependiendo de la orientación del plano de corte se tendrán diferentes parejas.

Al analizar los esfuerzos que actúan sobre tres planos ortogonales, sí se define completamente el estado de esfuerzo en un punto.

Esfuerzos en carga axial se somete a un par de fuerzas axiales, F, aplicadas

en el centroide de la sección transversal, se producen esfuerzos normales en todo el elemento.

Bajo algunas condiciones adicionales (dadas más adelante), se dice que este elemento está sometido a carga axial, soportando un esfuerzo uniforme.

Al hacer un corte en una sección cualquiera del elemento se

Obtiene una distribución uniforme de esfuerzos en dicha sección, para tracción, ara compresión. El estado de esfuerzo en cualquier punto de la sección es uniaxial (sólo hay esfuerzo en una dirección).

Debido a la acción de las fuerzas, ésta se ha alargado una cantidad δ, denominada deformación total. Cuando la carga es de compresión, la pieza se acorta en vez de alargarse.

Algunas veces es conveniente trabajar con la deformación por unidad de longitud o deformación unitaria, ε, la cual es una variable adimensional.

Deformación por carga axial

Un elemento de una estructura esta sometido al esfuerzo de tracción cuando sobre el actúan fuerzas que tienen den a doblarlo.

El elemento sometido a flexión se curva, de tal manera que algunos puntos se alargan quedando sometidos a esfuerzos de tracción.

Como se dijo, en flexión se producen esfuerzos normales, de tracción y de compresión, distribuidos linealmente.

Esfuerzos por flexión

Existen cargas transversales sobre la viga, aparecen también esfuerzos cortantes, los cuales son más pequeños que los esfuerzos normales si la viga es ‘larga’ (esbelta). Una viga se considera ‘larga’ si su longitud es 10 o más veces la mayor dimensión de la sección.

Es importante tener claro que en los puntos de mayores esfuerzos normales (puntos extremos) el esfuerzo cortante es igual a cero; por lo tanto, los puntos de análisis están sometidos sólo a esfuerzo normal; es decir, no se desprecia el esfuerzo cortante en la viga, simplemente se omite el análisis de puntos diferentes a los puntos de mayores esfuerzos normales.

Diagramas de fuerza cortante y momento flector Los diagramas de fuerza cortante y momento flector de una

viga son aquellos en los cuales se puede determinar la fuerza cortante interna, V, y el momento flector interno, M, en las diferentes secciones de la viga. Entonces, de estos diagramas se determinan las secciones de mayores momentos flectores y mayores fuerzas cortantes.

La deformación de una viga se cuantifica mediante los parámetros y denominados deflexión y pendiente de la elástica, respectivamente.

La deflexión de una viga es la desviación de un punto situado sobre la elástica, con respecto a su posición inicial (sin carga), y la pendiente de una viga es la pendiente de la recta tangente a la elástica en el punto considerado.

Deformación por flexión

Un elemento de una estructura esta sometido al esfuerzo de torsión cuando sobre el actúan

fuerzas que tienden a retorcerlo.

Los elementos sometidos a torsión son comúnmente de sección circular, sólida o hueca, estas pueden ser piezas tales como

rodamientos, poleas y engranajes.

TORSIÓN

La figura muestra un elemento de sección circular sometido a torsión. La magnitud del esfuerzo cortante en un punto es directamente proporcional a la distancia perpendicular desde dicho punto hasta el eje de la pieza. El eje del elemento se denomina eje neutro, ya que las deformaciones y los esfuerzos en éste son nulos. El esfuerzo máximo ocurre en los puntos de la periferia de la sección, es decir, en la superficie del cilindro.

TORCION EN SECCIONES CIRCULARES

Al someter a torsión el elemento , se presenta una deformación: una cara del elemento gira respecto a la otra formando un ángulo θ.Una línea longitudinal AB se desplaza quedando como línea AC.

El ángulo θ se denomina ángulo de torsión.

Elemento de sección rectangular sometido a torsión. La distribución de esfuerzos cortantes en este tipo de sección es mas compleja. El esfuerzo es nulo en el centro de la sección, y aumenta , hacia los puntos medios de los lados de la sección.

TORSIÓN EN SECCIONES RECTANGULARES

Cuando se somete un elemento a un par de fuerzas que actúan paralelamente al plano que las resiste y tratan de cortarlo tangencialmente en la dirección de las fuerzas , se esta solicitando dicho elemento a cortante directo.

CORTANTE DIRECTO

Esfuerzo de apoyo o aplastamiento Cuando un cuerpo solido descansa sobre otro y le transfiere una carga , en las superficies en contacto se presenta un esfuerzo de compresión conocido como esfuerzo de apoyo o aplastamiento.El esfuerzo de apoyo es una medida de la tendencia que tiene la fuerza aplicada de aplastar el miembro que lo soporta.

ESFUERZO DE APOYO

FIN