Esfuerzo Normal y Deformación

UNIDAD I: ESFUERZO NORMAL Y DE FORMACION
Introducción a la Resistencia de Materiales
1.1a Antecedentes históricos
1.1b Objetivos de la Resistencia de Materiales
1.1c Sistema Real y esquema de análisis
1.1d Conceptos Fundamentales de la RM
1.1 e Tensiones en elemento estructural
1.2 Deformación y tensión en barras sometidas a tracción-compresión axial
1.3 Diagrama de Trabajo de losmateriales sometidos a tracción-compresión
1.4 Condición de resistencia y rigidez. (Tensiones admisibles. Factor de Seguridad)
Problemas hiperestático

1.1 - INTRODUCCIÓN A LA RESISTENCIA DE MATERIALES.
La resistencia de materiales como ciencia física es parte de la mecánica general y pertenece a la sub clasificación de la mecánica de sólidos deformables. Al igual que otras ramas de laciencia nace y se desarrolla muy estrechamente vinculada al proceso de evolución social.
1.1.a Antecedentes histórico.
Los orígenes de la ciencia resistencia de materiales se pueden relacionar con el nombre del celebre científico italiano Galileo Galilei (1564 - 1642), quien fue el primero que estudio la resistencia de las vigas. En esa época era aun desconocida la relación que existe entre lasfuerzas actuantes y la deformación de los materiales.
Robert hooke (1635 - 1703), científico Ingles, formula en 1660 su conocida ley sobre la dependencia lineal entre las fuerzas actuantes y las deformaciones. Esta ley valida hasta el límite de proporcionalidad, constituye un elemento básico para el posterior desarrollo de la teoría matemática de la resistencia de materiales. Puede decirse que laciencia resistencia de materiales se inicia con la ley de Hooke, la cual fue expresada matemáticamente por el científico Ingles Thomas Young en el año de 1870. Posteriormente el desarrollo de la resistencia de materiales continuo a la par de las demás ciencia, de acuerdo con las necesidades en la construcción de buques, ferrocarriles, puentes, maquina de vapor, etc.

1.1.b Objetivos de laResistencia de Materiales
Al estudiar en mecánica teórica las leyes que rigen el equilibrio de los cuerpos, los consideramos como cuerpos rígidos, o sea, cuerpos que no se deforman bajo la acción de cargas externas. En realidad, en la naturaleza no existen los cuerpos absolutamente rígidos, ya que todos sufren deformaciones bajo la acción de cargas externas.
En resistencia de materialesestudiaremos los cuerpos como realmente son: sólidos deformables. La magnitud de la deformación depende de la acción física de las fuerzas y de otros factores como la temperatura y las propiedades mecánicas de los materiales.
Todo ingeniero o constructor, al proyectar, debe elegir las dimensiones de las secciones transversales y el material a utilizar para el caso concreto de los elementos calculado,teniendo en cuenta las exigencias de seguridad y economía.
Por tanto la mecánica de materiales da al ingeniero los medios para analizar y diseñar diferentes máquinas y estructuras portantes.
1.1.c Sistema Real y Esquema de Análisis.
Para la solución de los problemas que trata la resistencia de materiales se hace necesario sustituir los sistemas reales por un esquema simplificado, que desprecieaquellos factores que no afectan el comportamiento de los elementos o estructuras.
Entre las suposiciones que se hacen están los siguientes.

1 - Forma de los elementos. Por complicado que sea la configuración de los elementos, esta puede reducirse a:
a) - Barra: cuerpo con dos dimensiones pequeña en comparación con la tercera. Puede ser de sección constante o variable, recta o curva.

b) -Bóveda: cuerpo con una dimensión pequeña en comparación con la tercera.

c) - Placa: Cuerpo limitado por dos superficies planas.

d) - Bloque: sus tres dimensiones son del mismo orden.

Figura 1. Formas de los elementos (simplificados)

2 - Se tiene además las propiedades de los materiales, las cargas y el carácter de su interacción con las piezas, estas son:

a) - Homogéneo. A lo largo...