Esfuerzos_y_deformaciones

ESFUERZOS Y DEFORMACIONES

Introducción
En

Ingeniería, se requiere el uso de materiales apropiados
para la construcción de obras civiles, edificaciones y
maquinarias.
Sin

embargo, se requiere también definir un sistema de
unidades de medida con el que se trabajará.

Sistemas de Unidades
Existen

dos sistemas de unidades principales:

Sistema

Métrico: Aceptado internacionalmente, seconoce por
el nombre Sistema Internacional de unidades, el cual se abrevia
SI.
Sistema

Inglés: de uso en los EEUU, cuyo nombre es English
Gravitational Unit System (EGU). Lo que significa unidades
gravitacionales inglesas.

Unidades
TABLA Nº 1. DIMENSIONES BÁSICAS EN EL SISTEMA SI Y EGU.
SISTEMA
INTERNACIONAL (SI)

SISTEMA ANGLOSAJÓN
(EGU)

METRO (m)

PIE (ft)

TIEMPO

SEGUNDO (s)

SEGUNDO (s)FUERZA

NEWTON (N)

LIBRA (lbf)

KILOGRAMO (kg)

SLUG

KELVIN (K)

ºF

MAGNITUD
LONGITUD

MASA
TEMPERATURA

Fuerzas
De

acuerdo a las Leyes de Newton, a toda acción corresponde
una reacción.
Cuando

se aplica una fuerza externa a un cuerpo sólido y este
permanece estático, se produce una reacción interna que
equilibra la fuerza externa.
La

magnitud de la reacción interna es el esfuerzo yla
consecuencia inmediata de la existencia de un esfuerzo es la
deformación.

Efecto de una Fuerza sobre un Sólido

F


A

Efecto de una Fuerza sobre un Sólido

La magnitud de la reacción en cada enlace depende de la
magnitud de la fuerza aplicada y de la cantidad de partículas que
resisten la acción de esa fuerza.

La cantidad de enlaces que soporta tal fuerza esta directamente
relacionadacon el área transversal a la dirección en que actúa la
fuerza.
La magnitud del efecto es directamente proporcional a F e
inversamente proporcional a A

Resistencia de Materiales
 Se ocupa del estudio de los efectos causados por la acción de
cargas externas que actúan sobre un sistema deformable.
Calcula las deformaciones correspondientes y las relaciones que
existen entre la acción de lascargas externas y las fuerzas internas
inducidas.
En base al análisis, concluye si una pieza es capaz de resistir un
sistema de cargas propuesto.

Materiales de Construcción y Montaje
 Los principales materiales de construcción son:
Acero: Muy utilizado en instalaciones industriales.
Hormigón Armado: Hormigón con barras de refuerzo de acero.
Muy utilizado en la construcción de edificios.Madera: Se utiliza en instalaciones provisorias y como parte
de la estructura de viviendas. No tiene un uso masivo en Chile.

Acero
El acero es una aleación de hierro y carbono, donde este último no
supera el 2,1% en peso.
Es un metal muy duro y tenaz, pero también es dúctil, es decir, se
deforma antes de romperse, por lo que es un muy buen material de
construcción.
Existen perfiles normalizadospara vigas, columnas, y otros
elementos estructurales.
Su densidad es de alrededor de 7.850 kg/m3.

Acero
Ejemplo de estructura de acero

Hormigón Armado
El hormigón corresponde a una mezcla de cemento, arena, agua y
áridos (piedras) con una dosificación determinada.
El hormigón en masa es un material rígido y duro, que una vez
fraguado resiste esfuerzos de compresión considerables.
Noobstante, el hormigón no tiene buena resistencia a la tracción,
por lo que se combina con barras de acero, las que resisten esos
esfuerzos.

Hormigón Armado

Madera
La madera es un material estructural caracterizado por su ligereza,
su resistencia y su calidad de recurso renovable.
La madera es un material anisotrópico, es decir, presenta distintas
propiedades en cada dirección.
En ladirección longitudinal a las fibras, su resistencia es mucho
mayor que en dirección transversal.
Sus desventajas son su poca durabilidad en ambientes agresivos y
su baja resistencia al fuego.

Madera

Ensayos Mecánicos
a) Estáticos; que simulan el comportamiento del material con pequeñas
velocidades de aplicación de las cargas:
                       . Tracción
                       . Compresión...