1.
RR<br />RESISTENCIA DE MATERIALES<br />Vista de fondo: «Mundo binario»<br />Ing. MsC. JAIRO ARIAS<br />1<br />

2.
RESISTENCIA DE MATERIALES<br />MÓDULO SEMI-PRESENCIAL<br />UNIDAD I. CARGAS y ESFUERZOS<br />Ing. MsC. JAIRO ARIAS<br />2<br />

3.
PRÓLOGO<br /><ul><li>Los científicos de la Grecia antigua, ya conocían y </li></ul> dominaban los principios y algunos fundamentos de la estática.<br /><ul><li>Sin embargo fue poca o nada su atención, sobre las</li></ul> deformaciones de piezas y estructuras, aun de las más pequeñas y sencillas.<br /><ul><li>Mucho más adelante, Da Vinci y Galileo tomaron con mayor profundidad el estudio de la estática.

4.
Respecto a:

5.
Propiedades de los materiales estructurales

6.
Propiedades mecánica de los materiales</li></ul>Ing. MsC. Jairo Arias<br />3<br />

7.
¿Qué es la mecánica?<br /><ul><li>Es la ciencia que describe y predice condiciones de reposo o movimiento de los cuerpos bajo la acción de fuerzas.

8.
Ésta se divide en:</li></ul>Cinemática: estudia las diversas clases del movimiento de los cuerpos sin atender las causas que lo producen.<br />Dinámica : Estudia las causas que originan el movimiento de los cuerpos.<br />Estática: Analiza las causas que permiten el equilibrio de los cuerpos.<br />Continúa……….. <br />Ing. MsC. Jairo Arias <br />4<br />

9.
<ul><li>De por sí, la mecánica se agrupa en tres grandes partes:</li></ul>Mecánica de cuerpos rígidos<br />Mecánica de cuerpos deformables, y<br />Mecánica de fluidos.<br /><ul><li>Respecto al análisis de los materiales, de las dos primeras (1 y 2) partes surge entonces la mecánica de los sólidos, nombre más actual y riguroso.

10.
Es propicio aclarar entonces, otros nombres dados al concepto mecánico del análisis de los materiales:

11.
Mecánica de materiales

12.
Mecánica de los cuerpos deformables

13.
Resistencia de materiales. </li></ul>Ing. MsC. Jairo Arias<br />5<br />

14.
RESISTENCIA DE MATERIALES<br /><ul><li>A diferencia con la mecánica tradicional, la Resistencia de Materiales es:</li></ul>" la disciplina que estudia las solicitaciones internas y las deformaciones, producto del esfuerzo que debe resistir un cuerpo sometido a cargas exteriores ".<br /><ul><li>A la R de M: le interesan los efectos en el interior de los sólidos y no los supone rígidos.

15.
Para la R de M: tiene gran interés una deformación, por muy pequeña que ésta sea.

16.
Así que para la R de M: es de suma importancia la rigidez y la deformación.

17.
Según la R de M: es necesario conocer las cargas externas aplicadas que generan los esfuerzos internos a resistir por la pieza.</li></ul>Ing. MsC. Jairo Arias<br />6<br />

18.
RESISTENCIA DE MATERIALES<br />Ejemplo:<br />Un ala de avión está expuesta a cargas aerodinámicas durante su vuelo y aterrizaje, lo cual debe resistir con seguridad, para que no se presente deformación en ella y mantener así su estabilidad.<br /><ul><li>La R de M posee los métodos analíticos para determinar:</li></ul>La resistencia las cuales son características <br />La rigidez de la deformación<br />La estabilidad de los miembros cargados <br /> Ing. MsC. Jairo Arias<br />7<br />

19.
TTT<br />Tipos<br />Tipos de cargas<br />Tracción Compresión Corte Torsión Flexión<br />ACCIONES MECÁNICAS<br /> Carga <br /> esfuerzo<br />deformación<br />FALLA <br />Ing. MsC. Jairo Arias<br />8<br />

20.
RESISTENCIA DE MATERIALESConceptos<br />Rigidez: Es la propiedad que tiene un material para resistir deformaciones.<br />Resistencia:Es la propiedad que tiene un material para resistir la acción de las fuerzas externas.<br />Estabilidad: Condición que permite mantener o recuperar el equilibrio de una pieza. <br />Carga: Es la fuerza exterior que se aplica de diversas maneras sobre un cuerpo y genera un esfuerzo interno en la pieza.<br />Ing. MsC. Jairo Arias<br />9<br />

21.
RESISTENCIA DE MATERIALESConceptos<br />5. Esfuerzo: Es la solicitación de resistencia que se exige a un cuerpo en función de la carga aplicada. Ejemplos:<br /> _. Levantamiento de pesas _. Columna estructural _. Vigas (rieles de ferrocarril ) _. Rodillas <br /> _. Prueba de esfuerzo (cardiología)<br />6. Los tres esfuerzos básicos son los de: compresión, tensión y cortante. Sin embargo se tienen también los de flexión y torsión.<br />Por tanto, al hablar de la resistencia de un material debemos conocer el tipo de esfuerzo a que estará sujeto.<br />7. Falla: Estado inadecuado que alcanza un cuerpo siendo éste de deformación o rotura.<br />Ing. MsC. Jairo Arias<br />10<br />

22.
ESFUERZO Y DEFORMACIÓNConceptos<br />P= carga axial, sí y sólo sí; cuando su línea de acción pasa por el centroide de la sección recta de la barra prismática. <br />Barra prismática: es una barra cuya sección es recta y constante en toda su longitud, además su eje permanece recto.<br />Si la si la línea de acción de la cargaP no pasa por el centroide, se produce flexión en la barra. <br />Ing. MsC. Jairo Arias <br />11<br />

23.
BARRA CARGADA AXIALMENTE<br />Condiciones de: (relaciónentre los colores y los dibujos).<br />_. Barra metálica inicialmente recta de sección constante.<br />_. Fuerzas colineales de sentido contrario en sus extremos.<br />_. Actúan en el centro de las secciones (eje axial).<br />P P<br /> Carga de tracción ( + ) Sección transversal<br />PP<br /> Carga de compresión ( - ) <br />_. Equilibrio estático: las magnitudes de las fuerzas deben <br /> ser iguales.<br />Ing. MsC. Jairo Arias<br />12<br />

24.
Efecto interno en la pieza por la acción de las cargas aplicadas externamente <br /> P P<br /> plano de corte<br /> P P(TRACCIÓN)<br /> P P (COMPRESIÓN)<br />Nota: el plano de corte no debe estar muy cerca de ninguno de los extremos.<br />Ing. MsC. Jairo Arias<br />13<br />

25.
ESFUERZO DE TRACCIÓN<br />Una carga P genera un Esfuerzo σy una deformación ᵹ<br />ᵹ<br /> PP<br />P Prσ = Pr / A<br />Pr = Carga resultante interna<br />A = Área de la sección transversal.<br />σ= Esfuerzo de tracción. ( + )<br />Ing. MsC. Jairo Arias <br />14<br />

26.
ESFUERZO Y DEFORMACIÓN<br /> ᵹ<br /> P P<br />P Prσ = Pr / A<br />Pr = Carga resultante interna <br />A = Área de la sección transversal<br />σ = Esfuerzo de compresión ( - )<br />Ing. MsC. Jairo Arias <br />15<br />

27.
DEFORMACIÓN <br /> L ᵹ<br /> P P<br />ᵹ = Alargamiento total de la barra<br />P = Carga axial aplicada<br />Ɛ = Deformación unitaria<br />L = Longitud inicial de la barra <br />Ɛ = ᵹ𝐿<br />Ing. MsC. Jairo Arias <br /> <br />16<br />

28.
17<br />Diagrama de esfuerzo Vs Deformación<br /> σ 6_. Esfuerzo de rotura verdadero<br />5<br />3 <br />2 4<br />1 1_, Límite de proporcionalidad<br />2_. Límite elástico <br />3_. Punto o esfuerzo de fluencia<br />4_. Tensión de rotura<br />5_. Esfuerzo último<br />Ɛ<br />Ing. MsC. Jairo Arias<br />

29.
Ejercicio resuelto<br />Una varilla de acero de 30 m de longitud tiene una sección de 12 mm de diámetro. Halle el alargamiento cuando se le aplica una fuerza de 20 kg en sus extremos<br />L ᵹ<br />P P<br />DATOS:<br /> P = 20 kg L = 30 m d = 12 mm = 1.2 cm E = 2.1 x 106 kg/cm2 <br /> E = 𝝈Ɛ = 𝑷𝑨ᵹ𝑳ᵹ = P LE 𝐀A = 𝛑𝟒d2<br />A = 𝜋4 (1.2)2 cm2 = 0,86 cm2<br />ᵹ =20 kg 𝑥 3000 𝑐𝑚0,86 cm2 2.1 x 106 kg/cm2= 0,03 cm<br />Ing. MsC. Jairo Arias<br />In<br /> <br />18<br />