Resistencia de materiales ejercicios

GUÍA PARA EL ANÁLISIS Y SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE RESISTENSIS DE MATERIALES

OSWALDO PASTRÁN BELTRÁN INGENIERO MECÁNICO

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA PROYECTO CURRICULAR DE TECNOLOGÍA E INGENIERÍA MECÁNICA BOGOTÁ, ENERO DE 2009

TABLA DE CONTENIDO Página PRÓLOGO 1. CONCEPTOS BÁSICOS DE ESTÁTICA 1.1. LEYES DE NEWTON 1.2. SISTEMAS DE UNIDADES 1.3.VECTORES 1.3.1. Vector Unitario 1.4. MOMENTO 1.5. ECUACIONES DE EQUILIBRIO 1.6. TIPOS DE FUERZA 1.6.1. Fuerzas Externas 1.6.1.1. Fuerza de Superficie 1.6.1.1.1. Fuerzas Concentradas 1.6.1.1.2. Fuerzas Distribuidas 1.6.1.2. Fuerzas de Cuerpo 1.6.1.3. Reacciones 1.6.2. Fuerzas Internas 1.6.2.1. Procedimiento para calcular cargas internas 2. ESFUERZOS Y DEFORMACIONES 2.1. ESFUERZO PROMEDIO 2.1.1. Unidadesde Esfuerzo 2.1.2. Clases de Esfuerzo 2.1.2.1. Diseño de conexiones simples 2.2. Factor de seguridad 2.3. Factor de diseño 2.4. Deformación 2.4.1. Deformación unitaria 3. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES 3.1. PRUEBA DE CARGA AXIAL 3.1.1. Ley de Hooke 3.1.2. Energías de deformación 3.1.3. Comportamiento a Compresión 3.2. Prueba de Carga Cortante 3.3. Relación de Poisson 4. CARGA AXIAL 4.1.PRINCIPIO DE SAINT VENNANT 4.2. DEFORMACIÓN POR CARGA AXIAL 4.3. ALGUNAS APROXIMACIONES 4.4. ESFUERZO TÉRMICO 4.5. CONCENTRADORES DE ESFUERZOS 5. TORSIÓN 5.1. Torsión de Elementos de sección transversal circular 5.2. Esfuerzo cortante máximo 5.3. Ángulo de Torsión 5.4. Transmisión de Potencia 1 3 4 4 4 5 5 6 6 6 6 6 6 6 7 7 8 10 11 11 11 11 12 12 13 13 13 14 14 15 16 16 16 17 18 18 18 18 19 19 2020 21 22 22

5.5. Torsión de elementos de sección transversal no circular 5.6. Ejes huecos de pared delgada 5.7. Concentradores de Esfuerzos 6. FLEXIÓN PURA 6.1. Deformaciones en un elemento simétrico sometido a tensión pura 6.2. Ubicación del Eje Neutro 6.3. Esfuerzo Axial Máximo 6.4. Módulo elástico de la sección 6.5. Diagramas de Fuerza Cortante y Momento Flector 6.5.1. Método de Singularidad6.5.2. Método Gráfico o de las Áreas 6.6. Diseño de Vigas Prismáticas 6.7. Flexión de elementos fabricados de varios materiales 7. Esfuerzo cortante en Vigas 8. Pendientes y Deflexiones en Vigas 8.1. Curva Elástica d las Vigas 8.2. Vigas estáticamente indeterminadas 9. EJERCICIOS RESUELTOS 10. EJERCICIOS PROPUESTOS ANEXOS BIBLIOGRAFRÍA

23 23 24 25 25 26 26 27 27 28 28 28 29 30 31 31 31 33 135139 160

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PRÓLOGO

El presente escrito está dirigido a estudiantes de tecnología e ingeniería mecánica y pretende facilitar el aprendizaje de Resistencia de Materiales, asumiendo que el lector ha adquirido conocimientos de mecánica básica (estática). El objetivo principal es que sirva como texto complementario a un libro de teoría de Resistencia de materiales. Los temas tratados son lostípicos de un curso de Resistencia de Materiales desarrollados durante un semestre. Aunque se pretende ser un texto complementario y se asume que el lector tiene suficientes conocimientos básicos, se ha incluido en el capítulo 1 un resumen de conceptos básicos de estática y en los capítulos 2 al 8 se ha elaborado un resumen y un pequeño análisis de los conceptos de Resistencia de Materiales tomandocomo base para ellos algunos textos que se han incluido en la Bibliografía. Los problemas resueltos que se presentan en el capítulo 9 se han hecho tratando de llevar una secuencia lógica en el desarrollo y siendo lo mas explícitos posible, mediante ilustraciones, tratando de guiar al estudiante de la forma mas clara posible en el análisis de los mismos. En el capítulo 10 se proponen algunosproblemas para incentivar al estudiante a resolverlos de manera que puedan aplicar los conceptos aprendidos para desarrollarlos de manera autónoma. Para facilitar la solución de problemas, en la sección de ANEXOS se han icluido tablas de propiedades mecánicas de algunos de los materiales mas usados en ingeniería, así como propiedades de perfiles laminados y gráficas de concentradores de esfuerzos....