FUNDAMENTOS DE RESISTENCIA DE MATERIALES

FUNDAMENTOS DE RESISTENCIA DE MATERIALES
La resistencia de materiales estudia y establece las relaciones entre las cargas exteriores y aplicadas y sus efectos en el interior de los sólidos.
La resistencia de materiales tiene como objetivo fundamental determinar la respuesta de las estructuras cuando éstas se ven sometidas a las diferentes acciones (cargas) que deben soportar durante suconstrucción y vida útil.
Por “respuesta estructural” se entiende, la determinación de los estados de tensión y deformación a los que la estructura va a estar sometida por efecto de los diferentes estados de carga que se consideran. La determinación de los estados de tensión es necesaria para comprobar la satisfacción de los criterios de resistencia que establece la normativa para garantizar laseguridad de las estructuras. La determinación de los estados de deformación es necesaria para satisfacer los estados de rigidez que están a menudo ligados a requisitos de funcionalidad de las estructuras.



Cuerpo sólido: son aquellos que mantienen forma y volumen constantes gracias a la gran cohesión de sus moléculas.

Cuerpo elástico: es aquel que luego de aplicarle una fuerza, se deforma,pero al suprimir esta, el cuerpo tiende a recuperar su forma inicial. Dependiendo del material que estén hechos los cuerpos, unos serán más elásticos que otros.

Cuerpo plástico: es aquel que luego de aplicarle una fuerza, se deforma permanentemente. Ejemplo la plastilina, un puño de tierra.
Cuerpo homogéneo: es el que presenta las mismas características en todos sus puntos. Presenta unacomposición y estructura uniforme.
Cuerpo Isótropo: Es aquel cuerpo que exhibe las mismas propiedades físicas en cualquier dirección, sus propiedades elásticas son iguales en cualquier dirección.

Esfuerzo 
Las fuerzas internas de un elemento están ubicadas dentro del material por lo que se distribuyen en toda el área; justamente se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, la cual se denotacon la letra griega sigma (σ) y es un parámetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que establece una base común de referencia.

σ=P/A 

Donde:
P≡ Fuerza axial; 
A≡ Área de la sección transversal. 

Cabe destacar que la fuerza empleada debe ser perpendicular al área analizada y aplicada en el centroide del área para así tener un valor de σ constante que sedistribuye uniformemente en el área aplicada.



Los elementos de una estructura deben de aguantar, además de su propio peso, otras fuerzas y cargas exteriores que actúan sobre ellos. Esto ocasiona la aparición de diferentes tipos de esfuerzos en los elementos estructurales:

Tensión
Decimos que un elemento está sometido a un esfuerzo de tensión cuando sobre él actúan fuerzas que tienden aestirarlo. Los tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de esfuerzos


Compresión
Un cuerpo se encuentra sometido a compresión si las fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo o comprimirlo. Los pilares y columnas son ejemplo de elementos diseñados para resistir esfuerzos de compresión.
Cuando se somete a compresión una pieza de gran longitud en relación a susección, se arquea recibiendo este fenómeno el nombre de pandeo.


Flexion
Un elemento estará sometido a flexión cuando actúen sobre las cargas que tiendan a doblarlo. A este tipo de esfuerzo se ven sometidas las vigas de una estructura.


Torsión
Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Es el caso del esfuerzo que sufre una llave algirarla dentro de la cerradura.


Cortadura
Es el esfuerzo al que está sometida a una pieza cuando las fuerzas aplicadas tienden a cortarla o desgarrarla. El ejemplo más claro de cortadura lo representa la acción de cortar con unas tijeras.






Unidades
El esfuerzo utiliza unidades de fuerza sobre unidades de área, en el sistema internacional (SI) la fuerza es en...