Propiedades de los materiales

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PRIMER RESUMEN RESISTENCIA DE MATERIALES
Introducción. Resistencia de Materiales, también conocida como Mecánica de
Materiales o Mecánica de los Cuerpos Deformables, es una rama de la Mecánica
Aplicada para entender el comportamiento de los cuerpos sólidos sometidos a
varios tipos de carga. Los cuerpos sólidos considerados incluyen barras con
cargas axiales, ejes en torsión, vigas enflexión y columnas en compresión, entre
otros. Su objetivo principal es determinar los esfuerzos, deformaciones unitarias y
desplazamientos en estructuras y sus componentes, debido a las cargas que
actúan sobre ellas. El poder determinar esas cantidades para todos los valores de
las cargas hasta las que causan la falla, permite una representación completa del
comportamiento mecánico de esasestructuras, lo cual es esencial para el diseño
adecuado de todos los tipos de estructuras. Se basa en la Estática y la Dinámica,
pero va un paso más adelante al considerar los cuerpos de dimensiones finitas
que sufren deformaciones bajo la acción de cargas.
Los conceptos fundamentales en Resistencia de Materiales son el Esfuerzo y la
Deformación Unitaria. Como una carga (fuerza) puede aplicarse aun cuerpo en la
dirección de sus ejes longitudinal o transversal, podemos distinguir dos tipos de
esfuerzos principales: axial (eje longitudinal) que a su vez se subdivide en
esfuerzo de tensión (si el sentido de las fuerzas se alejan del centro del cuerpo) y
esfuerzo de compresión (si el sentido de las fuerzas apunta al centro del cuerpo);
el otro tipo de esfuerzo principal es el radial(eje transversal) que se denomina
esfuerzo cortante (porque provoca fracturas, cortes). Los esfuerzos axiales
también se denominan esfuerzos normales, porque son perpendiculares al plano
de una sección transversal y se representan mediante la letra griega sigma
minúscula (σ). Puesto que el esfuerzo normal se obtiene al dividir la fuerza axial
entre el área transversal, sus unidades son las deFuerza entre unidad de Área;
cuando se usan unidades inglesas (U. S.) se expresa en libras por pulgada
cuadrada (psi) o kips por pulgada cuadrada (ksi), donde un kip o kilolibra es igual a
1000 libras; cuando se usan unidades del Sistema Internacional (SI), la fuerza se
expresa en newtons (N) y el área en metros cuadrados (m2), por lo que el esfuerzo
tiene unidades de newton sobre metrocuadrado (N/m2), los cuales dan lugar a la
unidad llamada pascal (Pa), pero como el pascal es una unidad de esfuerzo muy
pequeña, se utiliza un múltiplo: el megapascal (Mpa) que es un millón de veces
más grande. A veces, el esfuerzo se expresa en newton/milímetro cuadrado
(N/mm2) que es equivalente al Mpa. Si usamos el Sistema técnico, podemos
encontrarnos con unidades del tipokilogramo-fuerza/centímetro cuadrado
(Kg/cm2)
El esfuerzo axial se determina mediante la fórmula: σ = F/A la cual es válida sólo si
el esfuerzo está uniformemente distribuido sobre la sección transversal de la
barra, es decir, si la línea de acción de la fuerza axial F pasa por el centroide del
área de la sección transversal. La distribución del esfuerzo en el extremo de una
barra, depende de cómo se transmite aésta la fuerza F: si la carga está
uniformemente distribuida sobre el extremo, entonces el padrón de esfuerzos será
el mismo en otras partes, pero lo más probable es que la carga sea transmitida por
medio de un perno o un pasador, lo cual genera esfuerzos altamente localizados,

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llamados concentraciones de esfuerzos, por lo que las fuerzas son las resultantes
de presiones de apoyo oaplastamiento entre los pasadores y ls distribución es
bastante compleja; pero si nos alejamos de los extremos y nos acercamos al
centro de la barra, la distribución del esfuerzo tiende gradualmente a la
distribución uniforme. Como regla práctica, la fórmula σ = F/A puede usarse con
buena aproximación en cualquier punto dentro de una barra prismática que esté
alejado de la concentración de...