RESISTENCIA
La resistencia de materiales clásica es una disciplina de la ingeniería mecánica, la ingeniería estructural y la ingeniería industrial 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 algúnmodo.
Un modelo de resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas. Generalmente 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 mecánicode elementos con geometrías 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.
Enlas aplicaciones prácticas el análisis es sencillo. Se construye un esquema ideal de cálculo formado por elementos unidimensionales o bidimensionales, y se aplican fórmulas preestablecidas en base al tipo de solicitación que presentan los elementos. Más concretamente la resolución práctica de un problema de resistencia de materiales sigue los siguientes pasos:
1. Cálculo de esfuerzos, seplantean las ecuaciones de equilibrio y ecuaciones de compatibilidad que sean necesarias para encontrar los esfuerzos internos en función de las fuerzas aplicadas.
2. Análisis resistente, se calculan las tensiones a partir de los esfuerzos internos. La relación entre tensiones y deformaciones depende del tipo de solicitación y de la hipótesis cinemática asociada.
3. Análisis de rigidez, se calculanlos desplazamientos máximos a partir de las fuerzas aplicadas o los esfuerzos internos.
ECUACIONES DE LA RESISTENCIA
Las ecuaciones constitutivas de la resistencia de materiales son las que explicitan el comportamiento del material, generalmente se toman como ecuaciones constitutivas las ecuaciones de Lamé-Hooke de la elasticidad lineal. Estas ecuaciones pueden ser especializadas para elementoslineales y superficiales.
En cambio, para elementos superficiales sometidos predominantemente a flexión como las placas la especialización de las ecuaciones de Hooke es
Relación entre esfuerzos y desplazamientos
Otro problema importante en muchas aplicaciones de la resistencia de materiales es el estudio de la rigidez. Más concretamente ciertas aplicaciones requieren asegurar que bajo lasfuerzas actuantes algunos elementos resistentes no superen nunca desplazamientos por encima de cierto valor prefijado. El cálculo de las deformaciones a partir de los esfuerzos puede determiarse mediante varios métodos semidirectos como el uso del teorema de Castigliano, las fórmulas vectoriales de Navier-Bresse, el uso de la ecuación de la curva elástica, el método matricial de la rigidez yotros métodos numéricos para los casos más complejos.
TIPOS DE RESISTENCIA
• Resistencia ténsil : un polímero tiene este tipo de resistencia si es capaz de soportar un estiramiento o estar bajo tensión.Las fibras de un polímero necesitan tener buena resistencia. Para medir este tipo de resistencia se toma una muestra polimérica y se estira tal como se muestra en esta imagen de abajo.
Lospolímeros suelen ser estirados con una máquina llamada Instron,esta máquina sujeta cada extremo del polímero y la estira. Mientras se estira la muestra se va midiendo la fuerza que está ejerciendo. Cuando sabemos la
fuerza la dividimos por el área de la muestra y así obtenemos la tensión que experimenta la muestra.
Después usamos otra máquina, se incrementa la fuerza hasta que la muestra se...
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