2propiedades D Elos Materiales

2.4 PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES.
 2.4.1 Resistencia mecánica: la resistencia mecánica de un material es su capacidad de resistir fuerzas o esfuerzos. Los tres esfuerzos básicos son:
Esfuerzo de Tensión:
Es aquel que tiende a estirar el miembro y romper el material. Donde las fuerzas que actúan sobre el mismo tienen la misma dirección, magnitud y sentidos opuestos hacia fuera delmaterial. Como se muestra en la siguiente figura. Y viene dado por la siguiente fórmula:



Fig. 7
Esfuerzo de compresión:
Es aquel que tiende aplastar el material del miembro de carga y acortar al miembro en sí. Donde las fuerzas que actúan sobre el mismo tienen la misma dirección, magnitud y sentidos opuestos hacia dentro del material. Como se muestra en la siguiente figura. Y viene dado por lasiguiente fórmula:


Fig. 8
Esfuerzo cortante:
Este tipo de esfuerzo busca cortar el elemento, esta fuerza actúa de forma tangencial al área de corte. Como se muestra en la siguiente figura. Y viene dado por la siguiente fórmula:


Fig. 9
2.4.2 Esfuerzo a tracción, compresión y cizallado
Esfuerzo a tracción
La intensidad de la fuerza (o sea, la fuerza por área unitaria) se llama esfuerzo, las fuerzasinternas de un elemento están ubicadas dentro del material por lo que se distribuyen en toda el área, la cual se denota con la letra σ (sigma), estas hacen que se separen entre si las distintas partículas que componen una pieza, si tienden a alargarla y estas se encuentran en sentido opuesto se llama esfuerzo de tracción.

Figura 1. Esfuerzo de tracción (+).
Esfuerzo a compresión
El esfuerzo decompresión es el resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable, se caracteriza porque tiende a una reducción de volumen o acortamiento en determinada dirección, ya que las fuerzas invertidas ocasionan que el material quede comprimido, también es el esfuerzo que resiste el acortamiento de una fuerza de compresión

Figura 2. Esfuerzo de compresión (-)
Cuando serequiere una convención de signos para los esfuerzos, se explica de tal manera, el signo de el esfuerzo de tensión es dado por el sentido de la fuerza, por ejemplo en la cara superior de el cubo mostrado en la figura 2, es en sentido opuesto a la  convención de magnitudes de fuerza, o hacia abajo, por lo tanto el esfuerzo es negativo (-), con la fuerza aplicada en este sentido se dice que es esfuerzode compresión. Si la fuerza estuviera representada en sentido opuesto, es decir hacia arriba el esfuerzo sería positivo (+), si la fuerza es aplicada en este sentido se dice que es un esfuerzo de tracción. Debido a que los esfuerzos actúan en una dirección perpendicular a la superficie cortada, se llaman esfuerzos normales.
σ = P / A
Donde:
P: Fuerza axial;
A: Área de la sección transversal.
Estaecuación da la intensidad del esfuerzo, sólo es valida si el esfuerzo está uniformemente distribuido sobre la sección transversal. Esta condición se cumple si la fuerza axial P actúa a través del centroide del área donde se encuentra aplicada la fuerza.
Ejemplo 1.
Un poste corto construido con un tubo circular hueco de aluminio, soporta una carga de compresión de 54 kips (Fig. 1). Los diámetrosinterior y exterior del tubo son d1=36 in y d2= 3.6 in, respectivamente y su longitud es de 40 in. Hay que determinar el esfuerzo de compresión.

Figura 3. Poste hueco de aluminio en compresión.
Solución: Suponiendo que la carga de compresión actúa en el centro del tubo hueco, podemos usar la ecuación σ= P ⁄ A para calcular el esfuerzo normal. La fuerza P es igual a 54 k (o 54 000 lb) y el área A dela sección transversal  es:
A= (π /4) · (d2²-d1²) = (π / 4) · [(5.0 in) ² - (3.6 in) ²] = 9.456 in²
Por lo tanto, el esfuerzo de compresión en el poste es:
σ = P / A = 54 000 lb / 9.456 in² =5710 psi.
Si la fuerza tuviera sentido opuesto al mostrado en la figura 3, el esfuerzo seria de tensión ó tracción, ya que tiende a alargar el poste, este tendría la misma magnitud, ya que la fuerza P es la...