RESISTENCIA DE MATERIALES
(Conceptos Básicos de la Materia)
Estudia las relaciones entre las cargas exteriores aplicadas y sus efectos en el interior de los cuerpos, además no supone que los cuerpos son idealmente rígidos como en estática, sino que las deformaciones por pequeñas que sean tienen gran interés, esta meteria comprende los métodos anañíticos para determinar la resistencia, la rigidez y la estabilidad de los diversos medios soportadores de carga.
Cuerpos Deformables (Sólidos Deformables): Todo cuerpo está constituido por una serie de partículas pequeñas entre las cuales actuan fuerzas (internas), estas fuezas se oponen a los cambios de forma del cuerpor cuando sobre él actuan fuerzas exteriores, si un sistema de fuerzas exteriores se aplican a un cuerpo o un sólido sus partículas se desplazan relativamente entre sí, y estos desplzamientos continuan hasta que se establece el equlibrio entre fuerzas exteriores y fuerzas interiores.
La resistencia de materiales estudia a los sólidos como cuerpos deformables que ofrecen gran resistencia a la deformación y desea hallar:
a.- El estado de tensión del sólido
b.- Determinar cuales son las fuerzas internas con el objeto de analizar si el sólido puede o no resistir las cargas externas, o conocidas las cargas externas determinar las dimensiones que debe tener el cuerpo para resistirlas.
c.- El estado de deformación infinitesimal para determinar los desplazamientos de los cuerpos para saber si son balanceados y para resolver problemas hiperestáticos.
Cargas: Fuerzas que actuan sobre los cuerpos. Según su efecto sobre lso cuerpos existen varios tipos de cargas.
1.- Carga Puntual o Concentrada
2.- Carga Uniformemente Distribuida
3.- Carga Uniformemente variada
Esfuerzos: El término fundamental para el estudio de la resitencia de los materiales es el llamado esfuerzo unitario, sabemos que el calculo de las fuerzas externas en una sección de un miembro debe ser determinada por los conocimientos de la estática.
Esfuerzo Unitario: Puede ser definido como la fuerza interna por la unidad de area de una sección de unión. Hay dos tipos de esfuerzos. Esfuerzos normales los cuales actuan en perpendicular a las secciones en estudio y pueden ser de tensión o compresión dependiendo de sus tendencias a alargar o acortar el material sobre el cual actua.
Deformación: Un cuerpo sólido sometido a un cambio de temperatura o a cargas externas se deforma.
Deformación Uniforme: Cambio de longitud entre la longitud inicial y la final.
Relación Esfuerzo - Deformación: En la figura se observa que los esfuerzos unitarios y las deformaciones unitarias son proporcionales hasta el punto (A), al continuar cargando más allá del punto (B) la deformación aumenta rápidamente en relación con el esfuerzo (B-C) más allá del punto (C) el esfuerzo y la deformación crecen sin ningún tipo de proporción hasta llegar al punto (D) más allá de dicho punto el esfuerzo unitario dismiinuye y la deformación unitaria crece hasta la rotura del material.
Rango Elástico o Zona Elástica: Zona dónde es válida la Ley de Hooke en cualquier punto de esta zona el material se deforma bajo la acción del esfuerzo y al retirar el esfuerzo el material recupera sus dimensiones originales sin que quede ninguna deformación (desde 0 hasta A).
Rango Plástico o Zona Plástica: Es la zona donde los esfuerzos no son proporcionales a las deformaciones, un material cargadoque se encuentr en esta zona al retirar el esfuerzo queda con una deformación permanente.
Esfuerzo de Fluencia o Punto Cedente: En este punto el material desarrolla un marcado incremento de la deformación sin aumentar el esfuerzo. En la figura el punto cedente esta determinado por las ordenadas de (B y C), de los cuales B es el punto cedente superior y C el punto cedente inferior.
Esfuerzo Ultimo: Es el mayor esfuerzo basado en el are original que puede desarrollar un material así que es la máxima ordenada de un diagrama Esfuerzo/Deformación. En la figura el esfuerzo último esta determinado por la ordenada del punto D.
Esfuerzo de Rotura: Es el esfuerzo en un material basado en el area original en el instante en que se rompe. Es la última ordenada del diagrama representado por el punto E.
Esfuerzo Admisible: Es el máximo esfuerzo al que puede ser sometido un material con cierto grado de seguridad.
Factor de Seguridad: Relación entre el esfuerzo último y el esfuerzo admisible.
Ductividad: Es la habilidad de un material para deformarse plásticamente ante la fractura bajo esfuerzo de tracción.
Maleabilidad: Es el mismo concepto de ductividad pero bajo un efecto de compresión.
Fragilidad: Ausencia de eductividad.
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