QUIA DE RESISTENCIA DE MATERIALES


REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA
NÚCLEO APURE
RESISTENCIA DE MATERIALES

GUIA # 1

UNIDAD II. DEFORMACIÓN SIMPLE

2.1 - Deformación de materiales
La deformación es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internosproducidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica.
El concepto de deformación es de fundamental importancia para el ingeniero en lo que respecta al estudio de las deflexiones. Es bien sabido que una pieza de máquina puede fallar en servicio si sufre deformaciones excesivas, aún cuando los esfuerzos asociados permanezcan por debajo de los valores de fluencia ofractura. Lo que es más, el concepto de deformación juega un papel preponderante en las técnicas experimentales utilizadas en los problemas de resistencia de materiales puesto que los esfuerzos no son, en general, cantidades medibles directamente, mientras que las deformaciones si lo son. Usualmente, esto implica el obtener datos experimentales de deformaciones que luego serán transformados entérminos de esfuerzos.
La magnitud más simple para medir la deformación es lo que en ingeniería se llama deformación axial o deformación unitaria se define como el cambio de longitud por unidad de longitud:
De la misma magnitud
Donde es la longitud inicial de la zona en estudio y la longitud final o deformada. Es útil para expresar los cambios de longitud de un cable o unprisma mecánico. En la Mecánica de sólidos deformables la deformación puede tener lugar según diversos modos y en diversas direcciones, y puede además provocar distorsiones en la forma del cuerpo, en esas condiciones la deformación de un cuerpo se puede caracterizar por un tensor (más exactamente un campo tensorial) de la forma:

Donde cada una de las componentes de la matriz anterior, llamadatensor deformación representa una función definida sobre las coordenadas del cuerpo que se obtiene como combinación de derivadas del campo de desplazamientos de los puntos del cuerpo.
Tanto para la deformación unitaria como para el tensor deformación se puede descomponer el valor de la deformación en:
Deformación plástica o irreversible: Es un modo de deformación en que el material no regresa asu forma original después de retirar la carga aplicada. Esto sucede porque, en la deformación plástica, el material experimenta cambios termodinámicos irreversibles al adquirir mayor energía potencial elástica. La deformación plástica es lo contrario a la deformación reversible.
Deformación elástica o reversible: cuando un cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza que le provoca ladeformación. En este tipo de deformación, el sólido, al variar su estado tensional y aumentar su energía interna en forma de energía potencial elástica, solo pasa por cambios termodinámicos reversibles.
Comúnmente se entiende por materiales elásticos, aquellos que sufren grandes elongaciones cuando se les aplica una fuerza, como la goma elástica que puede estirarse sin dificultad recuperando sulongitud original una vez que desaparece la carga. Este comportamiento, sin embargo, no es exclusivo de estos materiales, de modo que los metales y aleaciones de aplicación técnica, piedras, hormigones y maderas empleados en construcción y, en general, cualquier material, presenta este comportamiento hasta un cierto valor de la fuerza aplicada; si bien en los casos apuntados las deformaciones sonpequeñas, al retirar la carga desaparecen.
Al valor máximo de la fuerza aplicada sobre un objeto para que su deformación sea elástica se le denomina límite elástico y es de gran importancia en el diseño mecánico, ya que en la mayoría de aplicaciones es éste y no el de la rotura, el que se adopta como variable de diseño (particularmente en mecanismos). Una vez superado el límite elástico aparecen...