conceptos basicos de resistencia de materiales

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
NUCLEO UNIVERSITARIO ALBERTO ADRIANI
CÁTEDRAS: MECÁNICA DE LOS MATERIALES I/ RESISTENCIA DE MATERIALES I









CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LA MECÁNICA DE MATERIALES O RESISTENCIA DE MATERIALES.










Febrero 2013
INTRODUCCION.
En Mecánica Racional se manejó la hipótesis de ¨Cuerpo Rígido¨ como aquel sólido que no se deformaba bajo laacción de una carga cualquiera. Esta hipótesis permite hacer análisis estáticos y dinámicos con acertada precisión en la mayoría de los casos. Sin embargo, cuando lo que se requiere es analizar la ocurrencia de una falla en una estructura, una máquina o un componente de éstas, se requiere ser más realistas considerando al cuerpo en estudio como un ¨Sólido Verdadero¨,el cual debe poseer una resistencia,una estabilidad y una rigidez necesarias para dar una confiabilidad adecuada a los diseñadores y/o analistas.
Por lo tanto, se requiere de un análisis elástico que involucre el modelado más cercano a la situación física que se considera. Como muchos estudios tienden a ser complicados, se hace la aproximación de un sólido verdadero a un ¨Sólido Elástico¨, cuyas características principales son laisotropía, la homogeneidad y la continuidad.
Al someter al sólido a diferentes solicitaciones externas se originarán determinadas fuerzas internas que actuarán en determinadas secciones del elemento en estudio, originando esfuerzos y deformaciones, cuyos conceptos son fundamentales en la Resistencia de Materiales.
La modelización de situaciones físicas mediante el concepto de sólido elásticorequiere de ciertos postulados que se deben tener en cuenta en su análisis. Estos postulados son tres: el principio de rigidez relativa en los sistemas elásticos, el principio de superposición de efectos y el principio de Saint-Venant.




1. CONCEPTO DE SOLIDO ELÁSTICO.
Ortiz (1990) afirma que el concepto de cuerpo rígido estudiado en Estática (Mecánica Racional 10) no es, en el fondo, másque una abstracción, ya que no corresponde en realidad a material alguno. Sin embargo, es de gran utilidad por la comodidad y simplificación que introduce.
No obstante, al avanzar en los estudios de la mecánica aplicada, este concepto de solido rígido, deja de ser cierto, puesto que los cuerpos al ser sometidos a fuerzas se deformarán y fracturarán dependiendo de la intensidad de dichas fuerzas.De esta manera, el concepto de sólido va evolucionando a medida que se efectúa un estudio más profundo de los problemas que se derivan de la estática aplicada, encontrándose las siguientes consideraciones (Ortiz, 1990):
Sólido rígido.
Sólido elástico.
Sólido verdadero.
1.1. El concepto de sólido rígido.
Es aquel que ante cualquier esfuerzo (por grande que sea) a que está sometido, ladistancia entre dos moléculas cualesquiera permanece invariable.
1.2. El concepto de sólido elástico.
Es aquel que ante un esfuerzo exterior se deforma y recupera su forma primitiva al cesar la causa exterior. A estos sólidos se les supone una serie de cualidades como son las de isotropía, homogeneidad y continuidad:

Isotropía.
Se dice que un cuerpo es isótropo cuando sus propiedades físicas nodependen de la dirección en que se han medido en dicho cuerpo.
Homogeneidad.
El suponer sólido elástico homogéneo equivale a considerar que una parte arbitraria del mismo posee idéntica composición y características que otra cualquiera.
Continuidad.
La propiedad de continuidad supone que no existen huecos entre partículas ni, por consiguiente, distancias intersticiales.
1.3. El concepto desólido verdadero.
Es aquel que resulta de considerarlo como deformable ante los esfuerzos a que está sometido y falto de isotropía, homogeneidad y continuidad.
En los cursos de Mecánica de Materiales o Resistencia de Materiales nos referiremos siempre a sólidos elásticos. Quiere decir con ello que si microscópicamente no son ciertas las hipótesis que se hacen, sí lo son macroscópicamente,...