Fisica

RESISTENCIA DE MATERIALES Tracción simple y compresión simple Consideremos una barra prismática cargada en su extremo tal como indica la figura MV-1. Bajo la acción de esta carga la barra se alarga una cierta cantidad ∆L. Cuando la carga disminuye, el alargamiento de la barra también disminuye, y el extremo cargado vuelve hacia arriba. Si al retirar la carga el cuerpo recupera su forma primitiva,se dice que el mismo es perfectamente elástico. Si, por el contrario, al descargarlo la deformación no desaparece por completo, se trata de un cuerpo parcialmente elástico.

LEY DE HOOKE Experimentos realizados, sometiendo a extensión barras prismáticas, han hecho ver que entre ciertos límites el alargamiento de la barra es proporcional a la fuerza extensora (Hooke, 1678). Como la fuerza P sedistribuye uniformemente en toda el área A de la sección de la barra, la fuerza por unidad de superficie será: = P/A, se denomina Tensión y se expresa corrientemente en kg/cm2 o en t/cm2. A su vez, el cociente entre el alargamiento y la longitud inicial constituye el alargamiento por unidad de longitud: = L/L DIAGRAMA TENSIÓN-DEFORMACIÓN DEL ACERO

En la figura MV-2 se representa el diagramatípico de acero común y el del acero de dureza natural (ADN). Si llevamos sobre el eje horizontal los alargamientos y sobre la ordenada las tensiones, se observa que en ambos aceros hay una zona donde las deformaciones son proporcionales a las tensiones. La Ley de Hooke expresa esta proporcionalidad de la siguiente manera: =Ex El coeficiente de proporcionalidad E es una constante elástica del materialllamada Módulo de Elasticidad y se expresa en kg/cm2 o en t/cm2. Cuando se produce alargamiento de la barra sin aumentar la tensión, decimos que el material entra en fluencia, y la tensión correspondiente a este período se denomina tensión de fluencia. Posteriormente el material recupera su resistencia, sin cumplir la Ley de Hooke, pasando por el punto de máxima tensión y llegando finalmente a larotura, para una deformación del orden del 20%. TENSIÓN ADMISIBLE Para tensiones inferiores al límite de proporcionalidad, el material puede considerarse perfectamente elástico; por encima de este límite, parte de la deformación se conserva al descargar la barra. Es decir se presentan deformaciones permanentes. Para que la estructura esté siempre en condiciones elásticas y no exista laposibilidad de deformaciones permanentes, la tensión de trabajo o tensión admisible debe adoptarse por debajo del límite de proporcionalidad. Se toma como tensión admisible del material, la tensión de fluencia dividida por un coeficiente de seguridad. Por ejemplo en el caso del acero de dureza natural ADN 420, tomando un coeficiente de seguridad = 1,75, la tensión admisible será: adm = fluencia ÷ 1.75 =4200(kg/cm2) ÷ 1.75 = 2400 kg/cm2 El módulo de elasticidad de estos aceros es E = 2100000 kg/cm2

Para el caso de estructuras conformadas por perfiles laminados o tubos estructurales, la tensión de fluencia es de 2400 kg/cm2, y el coeficiente de seguridad es 1.6 adm = fluencia ÷ 1.6 = 1500 kg/cm2 Ensayos a compresión simple de la madera

Para comprender el comportamiento mecánico de la madera espreciso tener presente la constitución anatómica de la misma Debe considerarse un material anisótropo formado por un haz de tubos huecos que siguen aproximadamente la dirección longitudinal del tronco (fibras) con una estructura especialmente diseñada para resistir tensiones en esa dirección (paralela a las fibras). La capacidad resistente en sentido perpendicular a ellas es mucho menor. Esto nosobliga a considerar propiedades mecánicas diferentes, por lo menos en dos direcciones: paralela, y perpendicular a las fibras, constituyendo ésta la principal diferencia de comportamiento frente a otros materiales utilizados en estructuras, como el acero y el hormigón. El ensayo principal en la madera es el de compresión, del cual se pueden deducir las demás características mecánicas en forma...