La historia

INTRODUCCIÓN
La resistencia de materiales clásica es una disciplina de la ingeniería mecánica y la ingeniería estructural que estudia los sólidos deformables mediante modelos simplificados. La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo.
Un modelo de resistenciade materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas.
Típicamente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular.
Para el diseño mecánico de elementos congeometrías complicadas, la resistencia de materiales suele ser insuficiente y es necesario usar técnicas basadas en la teoría de la elasticidad o la mecánica de sólidos deformables más generales. Esos problemas planteados en términos de tensiones y deformaciones pueden entonces ser resueltos de forma muy aproximada con métodos numéricos como el análisis por elementos finitos.ESFUERZOS Y CARGAS ADMISIBLES
Esfuerzo

Idea y necesidad del concepto de 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 denota con la letra griega sigma (σ) y es un parámetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, yaque establece una base común de referencia.

σ = P (Ec. 1)
Donde: P≡ Fuerza axial; A≡ área de la sección transversal.
Cabe destacar que la fuerza empleada en la ec. 1 debe ser perpendicular al área analizada y aplicada en el
centroide del área para así tener un valor de σ constante que se distribuye uniformemente en el área aplicada. La ec. 1 no es válida para los otros tipos de fuerzasinternas1; existe otro tipo de ecuación que determine el esfuerzo para las otras fuerzas, ya que los esfuerzos se distribuyen de otra forma.

Unidades

El esfuerzo utiliza unidades de fuerza sobre unidades de área, en el sistema internacional (SI) la fuerza es en
Newton (N) y el área en metros cuadrados (m2), el esfuerzo se expresa por N/m2 o pascal (Pa). Esta unidad es pequeña por lo que se empleanmúltiplos como el es el kilopascal (kPa), megapascal (MPa) o gigapascal (GPa). En el sistema americano, la fuerza es en libras y el área en pulgadas cuadradas, así el esfuerzo queda en libras sobre pulgadas cuadradas (psi).

Seguridad

El diseño de estructuras implica obtener dimensiones de elementos que sean tanto económicos como seguros la vida de la estructura. Para ello se emplea eltérmino estado límite3 el cual según las nuevas especificaciones puede estar relacionado con la pérdida de la capacidad de carga o con el deterioro gradual que hace que la estructura no cumpla con la función asignada o con la fatiga4 del material.

El concepto de estado límite permite establecer un enfoque más racional al problema de la seguridad estructural5 al emplear la estadística como medio paraanalizar la variabilidad de la magnitud de la cargas así como de las propiedades de los materiales. Siendo el diseño seguro de un elemento la relación entre los efectos de las cargas multiplicados por un factor que deben ser menores a la resistencia del material disminuida (véase la Ecuación 5).

Σ ≤ i i n γ Q φR (Ec. 5)
Donde: Qi ≡ Efecto de la carga i; γ ≡ Factor de mayoración de carga quedebe ser mayor a 1; Rn ≡ Resistencia nominal del material; φ ≡ Factor de resistencia que debe ser menor a 1.
La ecuación 5 dice que el diseño consiste en trabajar con cargas mayores a las esperadas actuando sobre un material con una resistencia menor a la supuesta. La resistencia supuesta de un material o esfuerzo último para efectos de diseño se dice que es el esfuerzo de cedencia, ya que una...