RESISTENCIA

Resistencia de Materiales
Apuntes básicos
Cuando se estudia el efecto de distintas fuerzas aplicadas a un material sólido se pueden
considerar dos posibilidades: (a) que dicho material no sufra deformación debido a la
aplicación de las cargas y, (b) que la magnitud de las cargas produzca deformación en los
materiales e incluso lleguen a la rotura final. A este segundo caso debemos poneratención
cuando estudiamos la “RESISTENCIA” de los materiales, es decir la resistencia de materiales
estudia las relaciones entre las cargas exteriores aplicadas y sus efectos en el interior de los
sólidos.
La elección del tipo de material que se utiliza a la hora de diseñar y construir una estructura
debe considerar aspectos relacionados a resistencia y rigidez y es necesario entender estos dostérminos.
Resistencia se entenderá como la capacidad que tienen los materiales de oponerse a la
fractura debido a la aplicación de fuerzas exteriores, y un parámetro fundamental relacionado
a este concepto es el tipo de composición química del material.
Rigidez se entenderá como la capacidad de los materiales de oponerse a la deformación
debido a la aplicación de fuerzas exteriores, y unparámetro fundamental relacionado a este
concepto es la geometría o forma del material.
La resistencia de materiales estudia la distribución interna de los esfuerzos que produce un
sistema de cargas exteriores aplicadas al material en estudio.
En cuanto a la forma de aplicación de cargas sobre un cuerpo se van a considerar 5 tipos
diferentes de efectos sobre el mismo:
a) Tracción: las cargas seaplican a dos puntos extremos del cuerpo sobre un mismo eje, en
direcciones opuestas y tratan de alargarlo
b) Compresión: las cargas se aplican a dos puntos extremos del cuerpo sobre un mismo eje,
en direcciones opuestas y tratan de comprimirlo o acortarlo.
c) Torsión: las cargas se aplican de manera que producen torques contrarios (horario en un
extremo y anti horario en el otro extremo) enlos dos puntos de aplicación
d) Flexión: la carga se aplica de manera perpendicular al eje mayor del cuerpo produciendo
una curvatura del mismo.
e) Corte: las cargas se aplican de manera que produce deslizamiento de capas vecinas
dentro del cuerpo
Es posible hallar casos complejos en los que se combinan dos o más efectos pero inicialmente
las debemos estudiar de manera individual.
El efectointerno de un sistema de fuerzas exterior
dado, depende de la elección y orientación de la
sección de exploración. Si el eje X es normal a la
sección de un cuerpo, ésta se denomina superficie
o cara X. Cuando se nombre un vector que actúa
sobre una sección, el primer subíndice indica la
cara sobre la que actúa la componente y el segundo
subíndice indica la dirección de cada una de ellas.ESFUERZO SIMPLE.- La fuerza por unidad de área
que soporta un material se conoce como esfuerzo

y se expresa matemáticamente en la forma:
donde P es la carga aplicada y A es el área
de la sección transversal, pero esta expresión representa el valor medio del esfuerzo pero no
el esfuerzo en cada punto de la superficie de la cara X. Para determinar exactamente el
esfuerzo se debe utilizaruna fuerza diferencial
entre el elemento de área diferencia
por
lo que:
La situación en la que el esfuerzo es constante se llama estado de esfuerzo simple y esto ocurre
solamente cuando la fuerza aplicada pasa por el centroide (o centro de gravedad) de la sección
considerada.
Las unidades que se utilizan son el Pascal [Pa] que es Newton por metro cuadrado [N/m2]
La equivalencias a utilizarson:

pero es posible usar

y también
Ejercicios a resolver
1) Determinar el máximo peso W que pueden soportar los cables
mostrados en la figura derecha. Los esfuerzos en los cables AB y AC
no deben exceder de 100 MPa. y 50 MPa. Respectivamente, las
2
áreas transversales de ambos son: 400 mm para el cable AB y 200
2
mm para el cable AC.
2)
Calcular en la armadura de la figura...