Resistencia de Materiales

Universidad Tecnológica de Panamá
Mecánica de Cuerpos Deformables I
Introducción:
Conceptos Básicos
II-Semestre

Contenido
Concepto de Esfuerzo

Esfuerzo de apoyo en Conexiones

Repaso de Estática

Ejemplo de Análisis de Esfuerzo y
Diseño

Diagrama de cuerpo libre de la
estructura
Diagrama de cuerpo libre de un
componente
Método de los Nudos

Esfuerzo Normal en Barra yPuntal
Esfuerzo Cortante en los Pasadores
Esfuerzo de Apoyo en los Pasadores

Análisis de Esfuerzo

Esfuerzos en Miembros sometidos a dos
Fuerzas

Diseño

Esfuerzos en un Plano Oblicuo

Carga Axial: Esfuerzo Normal

Esfuerzos Máximos

Carga Céntrica y Excéntrica

Esfuerzos bajo Condiciones de Carga
General

Esfuerzo Cortante
Ejemplos de Esfuerzos Cortantes

Estado de EsfuerzoFactor de Seguridad

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Fourth
Edition

MECHANICS OF MATERIALS

Beer • Johnston • DeWolf

Definición de Mecánica de Materiales
MECÁNICA

Mecánica de Cuerpos
Rígidos
Estática: estudio
de partículas y
cuerpos rígidos
en condición de
reposo

Mecánica de Cuerpos
Deformables

Estudio de
deformaciones de
cuerpos sólidos,
esfuerzos, etc.

Mecánica de los
Fluidos
Estudiode fluidos
(líquidos y gases)
a través de la
Mec. de Fluidos e
Hidráulica

Dinámica:
estudio de
partículas y
cuerpos rígidos
en movimiento
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Definición de Mecánica de Materiales
• La Mecánica de Materiales es la rama de la Mecánica aplicada que trata
sobre el comportamiento de cuerpos sólidos. También se conoce con el
nombrede Resistencia de Materiales.
• El objetivo de la Mecánica de Materiales es determinar esfuerzos,
deformaciones unitarias y desplazamientos en estructuras debido a la
aplicación de cargas.

• El objetivo principal del estudio de la mecánica de materiales es
proveerle al futuro ingeniero de las herramientas para el análisis y diseño
de estructuras sometidas a distintas condiciones de carga.• Tanto el análisis y diseño de una estructura dada involucra la
determinación de esfuerzos y deformaciones. Este módulo está dedicado
al concepto de esfuerzo.
• El esfuerzo se define como la fuerza por unidad de área. El esfuerzo
puede ser cortante (Fuerza cortante actuando sobre un área) o normal
(Fuerza normal actuando sobre un área).

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MECHANICS OF MATERIALSBeer • Johnston • DeWolf

Concepto de Esfuerzo y Deformaciones
• Considere una barra sometida a una fuerza normal axial (FN) en sus
extremos:

a 

FN
AC

• Al hacer un corte imaginario en BB, los esfuerzos internos (σa) quedan
expuestos. La distribución de esfuerzos es uniforme y la ecuación anterior
sólo es válida si la fuerza P actúa en el centroide de Ac.

 a  Lim
A0FN
dFN

AC
dAC

• Esfuerzos en tensión es cuando la barra es estirada (+) y esfuerzos en
compresión es cuando la barra es comprimida (-). Como estos esfuerzos
actúan en una dirección normal a la superficie cortada, se le llaman esfuerzos
normales.
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Fourth
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MECHANICS OF MATERIALS

Beer • Johnston • DeWolfConcepto de Esfuerzo y Deformaciones
• La fuerza FN produce una elongación (δ) en la barra de longitud Lo:

AC
FN

a 

FN
AC



Lo
Lo  

• Deformación unitaria (ε): es la elongación por unidad de longitud. Como
ε es una cantidad proporcional a la longitud, la deformación unitaria
total de la barra se calcula como:




Lo

 ()  tensión  estiramiento
 () compresión  acortamiento

(adimensional)
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Beer • Johnston • DeWolf

Diagramas de Esfuerzo - Deformaciones
• Se obtiene haciendo un ensayo de tensión con la finalidad de obtener las
propiedades ingenieriles de los materiales.

• Cuando el esfuerzo se calcula con el área inicial de...