AXIAL

SOLICITACIÓN AXIAL
CONTENIDOS
Tracción y compresión. Hipótesis a utilizar. Fuerzas interiores y tensiones que se
desarrollan en las secciones transversales.
Deformaciones longitudinales y transversales de la barra. Coeficiente de Poissón.
Ensayo de materiales a tracción o compresión. Diagrama de tracción para el acero.
Características mecánicas del material. Diagrama de tensión versusdeformación para
diferentes materiales. Módulo de elasticidad longitudinal o de Young. Propiedades
mecánicas. Diagramas ideales.
Concepto de coeficiente de seguridad, criterios para su fijación. Método de las tensiones.
Tensión admisible, criterios para su fijación. Fórmulas de dimensionado y verificación.
Barras de sección variable. Acción del peso propio. Sólido de igual resistencia axial.Tensiones originadas por cambios térmicos.
Tubos de pared delgada sometidos a presión. Limitaciones. Deformación radial y
circunferencial. Tensiones longitudinales en recipientes. Breve comentario sobre tubos de
pared gruesa.
Esfuerzos producidos por la variación de temperatura.
Energía potencial de deformación en tracción o compresión.
Casos estáticamente indeterminados.
BIBLIOGRAFÍA
•Fliess, Enrique. – “ESTABILIDAD II”

•

Feodosiev V. I. – “Resistencia de Materiales”

•

Timoshenko S. – “Resistencia de Materiales” Tomo I

•

Stiopin P. A. – “Resistencia de Materiales”

•

Fitgerald, R. – “Mecánica de Materiales”

•

Beer F., Russell J. – “Mecánica de Materiales”

RESISTENCIA DE MATERIALES

SOLICITACION AXIAL

TRACCIÓN Y COMPRESIÓN
Existe tracción ocompresión (o solicitación axial) cuando la resultante de las
fuerzas exteriores actúa a lo largo del eje del componente estructural. Las fuerzas que
actúan a un lado de la sección en estudio, se reducen a una única fuerza N ≠ 0, siendo
nulas las demás acciones.
Hipótesis a utilizar
a) Idealizantes del material.
b) Elasticidad perfecta y se cumple la Ley de Hooke.
c) Mantenimiento de lassecciones planas: hipótesis de Bernoulli.
d) Principio de Saint Venant.
Fuerzas interiores o tensiones, en las secciones transversales.
Supongamos una barra solicitada por fuerzas axiales en sus extremos (cualquiera sea
el sistema de sujeción de la barra).
El sistema de fuerzas se reduce a una fuerza dirigida en el sentido del eje de la barra,
por tal motivo el esquema de cálculo será siempre elmismo.
Al emplear el método de las secciones resulta evidente que en todas las secciones
transversales de la barra aparecerán las mismas fuerzas normales N = P.
Permaneciendo las secciones planas y
perpendiculares al eje de la pieza , o sea
paralelas entre sí, la deformación ∆L de
todas las fibras será la misma (ver fig. 2),
y como todas poseen la misma longitud
inicial L, tendrán tambiénla misma deformación específica:
∆L
ε=
L
Entonces, de acuerdo con la Ley de
Hooke, la tensión en todos los puntos de
la sección será la misma:

P

P

P

P
Esquema de cálculo

P

N

P

σ = E. ε

P

N
N

P

N

fig. 1

Esto equivale a suponer que las fuerzas interiores se distribuyen uniformemente en la
sección transversal ( σ = cte. ), siendo N = P la resultantede ellas entonces:

N = P = ∫ σ . dF = σ .∫ dF = σ . F

resultando finalmente

F

σ =

P
F

[1]

En la (1) F es el área de la sección transversal.
Las fuerzas unitarias interiores denominadas usualmente “tensiones” se expresan en
unidades de fuerza dividido por unidades de área: [N/m²], [Pa] (Pascal), [kgf/cm²],
[kgf/mm²], etc.
Como el [Pa] es una cantidad muy pequeña, en lasaplicaciones se acostumbra utilizar
un múltiplo, resultando cómodo el [MPa] (mega Pascal).
Ejemplo: una tensión de 1400 [kgf/cm²] equivale a aproximadamente 140 [MPa].

AXIAL_TEORIA.doc

18/03/2010 14:33:00

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RESISTENCIA DE MATERIALES

SOLICITACION AXIAL

Estrictamente representa: 1400 x 0,0981 = 137,34 [MPa]
Compresión: si bien hemos considerado un caso de solicitación de...