Resistencia De Materiales

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Introducción al estudio
de la resistencia de materiales

1.1. Objeto y finalidad de la Resistencia de Materiales
Al iniciar el estudio de cualquier disciplina es necesario establecer previamente su definición y
fijar con la máxima claridad y precisión los objetivos que se pretenden alcanzar.
Esto no siempre resulta fácil, y el afán de formular una definición de la forma más simpleposible puede llevarnos a dar una solución simplista que, sin poder tacharla de incorrecta, pueda
ser incompleta e inexacta.
Aun a riesgo de caer en ello, podemos decir que las teorías de la Resistencia de Materiales
tienen como objetivo estudiar el comportamiento de los sólidos deformables y establecer los
criterios que nos permitan determinar el material más conveniente, la forma y lasdimensiones
más adecuadas que hay que dar a estos sólidos cuando se les emplea como elementos de una
construcción o de una máquina para que puedan resistir la acción de una determinada solicitación exterior, así como obtener este resultado de la forma más económica posible.
Con objeto de ir fijando las ideas, supongamos que sometemos dos cuerpos de la misma forma
y dimensiones, pero de distinto material—como podrían ser dos vigas rectas, como la representada
en la Figura 1.1, de escayola una y de acero la otra—, a una misma carga P que iremos aumentando
paulatinamente. Observaremos que el cuerpo de escayola es el primero en el que se produce la
rotura y que la forma en que se produce ésta es totalmente distinta en los dos casos. Mientras que la
rotura de la pieza de escayola se presenta deuna forma brusca, la rotura en la otra pieza acontece
previa plastificación del acero. Éstas son las características diferenciadas de dos tipos de materiales
que se denominan materiales frágiles y materiales dúctiles, respectivamente.

Figura 1.1

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Resistencia de Materiales

Como la carga para romper la pieza de acero es muy superior a la que rompe la pieza de
escayola, diremosque el acero posee en mayor grado que la escayola la propiedad de resistencia
mecánica, entendiendo por tal la capacidad de oponerse a la rotura al ser sometido a una solicitación exterior.
En cuanto a las deformaciones que experimentan ambos materiales, observamos que son
distintas. Llamaremos rigidez a la propiedad que presenta el material de oponerse a las deformaciones.
Esta consideraciónprimera nos conduce a tratar de buscar dos magnitudes que nos permitan
cuantificar estas dos propiedades. Se desprende, asimismo, la necesidad que se tiene en Resistencia de Materiales de conocer las características mecánicas de los materiales y, en consecuencia,
la importancia que tiene en esta ciencia el método experimental, es decir, los ensayos en el
laboratorio conducentes a ladeterminación, entre otras, de esas dos magnitudes.
Un importante aspecto se deduce del ejemplo anterior. Si imaginamos realizado un corte
ideal, el mismo en ambas piezas, la distribución de fuerzas interiores, que equivalen al sistema de
fuerzas que actúan a un lado del corte realizado, será la misma si el sistema de fuerzas exteriores
es el mismo en los dos cuerpos y si en ambos materiales lasdeformaciones son elásticas.
Las normas de los distintos países sobre las construcciones de todo tipo suelen establecer
límites superiores para los valores que pueden alcanzar los esfuerzos interiores y para las deformaciones de los diversos materiales.
Por consiguiente, podríamos decir que la Resistencia de Materiales permite determinar en
una pieza sometida a un sistema dado de fuerzas exteriores:a) los esfuerzos interiores que se engendran en la pieza;
b) las deformaciones que se originan;
y, en consecuencia, si esfuerzos interiores y deformaciones se mantienen inferiores a ciertos
valores límites fijados de antemano.
Otro aspecto de gran importancia a tener en cuenta en la utilización de determinado material en un elemento integrante de una construcción es el de la estabilidad,...