Mecánica de sólidos

6 al 8 de diciembre 2006. Morelia, Michoacán, México

Resistencia de materiales
C. Corral y Z. González Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Materiales “Ing. Luís Silva Ruelas”, UMSNH Resumen: En la actualidad no basta con solo construir, hay que saber sí nuestra construcción va a resistir todas las condiciones de servicio para las que fue diseñada, desde peso propio, cargasaccidentales, cargas sísmicas, etc. Y es por eso que es importante conocer el comportamiento de los materiales cuando están sujetos a cierto tipo de carga, es decir, cual es la respuesta física y estructural, cuanto se deforma y en que condiciones quedará después de la deformación. Otro aspecto a considerar es su comportamiento plástico y elástico para poder determinar hasta que esfuerzo el material sedeformara de una manera permanente, y así poder determinar si nuestro elemento cumple con las especificaciones de deformación permitidas por los reglamentos de construcción. También debemos saber identificar el punto a partir del cual el material ya no resiste más carga, es decir, su carga de ruptura o esfuerzo máximo para así estimar el momento de falla en la construcción.

Introducción
Todos losmateriales tienen diferente comportamiento ante la presencia de cargas, no siempre se deforman lo mismo, es por ello que en el laboratorio de resistencia de materiales los alumnos tienen la oportunidad de conocer físicamente que es lo que sucede con los materiales, por ejemplo en el caso de la madera su comportamiento varía dependiendo de la posición de las fibras, ya que soporta mas carga siprobamos en sentido perpendicular que en sentido paralelo, por esta razón de de suma importancia que el ingeniero que esta construyendo o diseñando conozca que material le puede dar mas resistencia de acuerdo a sus necesidades.

Esfuerzo vs. Deformación
Es importante saber que sucede con nuestro material cuando es sometido a algún tipo de carga, en que momento su deformación es permanente y en quemomento el material puede regresar a

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su estado natural aún cuando ya se le aplico carga. En la Figura 1 podemos observar muy claramente la zona plástica y la zona elástica Zona elástica: Parte de la recta de la grafica en donde las deformaciones son proporcionales a los esfuerzos, es en esta zona en donde podemos aplicar una carga almaterial el cual va a sufrir una deformación y si en ese momento quitáramos la carga el material regresaría a su estado natural sin presentar una deformación permanente. Zona plástica: Al pasar la zona elástica entramos a la zona plástica que es en donde la grafica comienza a tener forma curva y es la zona en donde si aplicamos una carga y la quitamos sufre una deformación permanente, el material norecupera su estado original. Limite de elasticidad: Es el máximo esfuerzo que puede soportar un material sin que aparezcan deformaciones permanentes, es el ultimo punto de la línea recta de la grafica.

Figura 1. Grafica Esfuerzo - Deformación

Para poder determinar el esfuerzo de algún material es necesario someterlo a una carga y determinar el área de contacto en donde estamos aplicando lacarga, tal y como se puede apreciar en la Ecuación (1), y cuando un material es sometido a una carga este va teniendo deformaciones y se determinan con la Ecuación (2), para poder conocer cual es el máximo esfuerzo puede soportar el material sin sufrir deformación permanente es necesario aplicar la ecuación (3), la

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cual podemosdeterminar con la ecuación de la recta, podemos encontrarlo también gráficamente con un ángulo o simplemente dividiendo algún esfuerzo entre una deformación Esfuerzo (kg/cm²) = Carga (Kg) (1)

Área de Contacto (cm²) Deformación Unitaria = Deformación que va teniendo la muestra (cm ó mm) Longitud inicial de la muestra (cm ó mm) Modulo de Elasticidad = Pendiente de la gráfica = Tgθ = Deformación...