Resistencia de Materiales

1. Facultad: Ingenierías
Carrera: Ingeniería Civil
Dpto. Académico: Ingeniería Civil
Asignatura: Elasticidad y Resistencia de
Materiales
Docente: Ing. Alex Tamayo Cuellar
Periodo: 2021.
TEMA: 3. Esfuerzos normales y cortantes

2. Temas a Tratar
➢ Definición de deformación
➢ Deformación Unitaria Normal
➢ Deformación Unitaria Cortante
➢ Componentes Cartesianas de la Deformación Unitaria
➢ Problemas
➢ Trabajo Grupal
➢ Actividad de Cierre
➢ Resumen cierre

3. Objetivo General
Al final de la sesión el estudiante deberá
comprender los conceptos necesarios para comprender
de forma efectiva del Esfuerzo y Esfuerzo Cortante
que soportan los materiales.
Objetivos Específicos
Conocer a detalle las definiciones, como se va ha
desarrollar los Esfuerzos internos y Esfuerzos
Cortantes que se desarrollan en los Materiales
Estudiados.

4. Temas Tratados
➢ Contenido Del Curso
➢ Esfuerzo-conceptos
➢ Esfuerzo Normal Promedio En Una Barra Cargada Axialmente
➢ SUPOSICIONES Primera
➢ SUPOSICIONES Segunda
➢ DISTRIBUCIÓN DEL ESFUERZO NORMAL PROMEDIO
➢ EQUILIBRIO
➢ ESFUERZO UNIAXIAL
➢ ESFUERZO NORMAL PROMEDIO MAXIMO
➢ Problemas.
➢ ESFUERZO CORTANTE SIMPLE
➢ ESFUERZO CORTANTE DOBLE
➢ ESFUERZO DE APLASTAMIENTO
➢ Esfuerzo Cortante Promedio
➢ ESFUERZO EN UN PLANO OBLICUO
➢ Esfuerzos máximos
➢ Esfuerzo último y esfuerzo admisible
➢ Problemas
➢ Esfuerzo Permisible
➢ DISEÑO DE CONEXIONES SIMPLES
➢ Trabajo Grupal
➢ Actividad De Cierre
➢ Resumen Cierre

5. ESFUERZO-CONCEPTOS
Company Logo
Hasta el momento hemos mostramos que la
fuerza y el momento que actúan en un punto
especifico sobre el área seccionada de un
cuerpo, figura 1-9, representan los efectos
resultantes de la distribución de
Fuerza verdadera que actúa sobre el área
seccionada, figura. La obtención de esta
distribución de carga interna es de importancia
primordial en la mecánica de materiales. Para
resolver este problema es necesario establecer
el concepto de esfuerzo.

6. ESFUERZO-CONCEPTOS
Company Logo
Consideremos el área seccionada como subdividida en pequeñas áreas, tal como el área
sombreada de ΔA mostrada en la figura 1-10a. Al reducir ΔA a un tamaño cada vez mas pequeño,
debemos hacer dos hipótesis respecto a las propiedades del material. Consideraremos que el
material es continuo, esto es, que consiste en una distribución uniforme de materia que no
contiene huecos, en vez de estar compuesto de un numero finito de moléculas o átomos distintos.
Además, el material debe ser cohesivo, es decir, que todas sus partes están unidas entre si, en
vez de tener fracturas, grietas o separaciones. Una fuerza típica finita pero muy pequeña AF.
actuando sobre su área asociada ΔA , se muestra en la figura 1-10a. Esta fuerza como todas las
otras, tendrá una dirección única, pero para el análisis que sigue la reemplazaremos por sus tres
componentes, ∆𝐹𝑋, ∆𝐹𝑌, ∆𝐹𝑍 que se toman tangente y normal al área, respectivamente. Cuando el
área tiende a cero, igualmente tienden a cero la fuerza ΔF y sus componentes sin embargo, el
cociente de la fuerza y el área tenderán en general a un limite finito. Este cociente se llama
esfuerzo y describe la intensidad de la fuerza interna sobre un plano especifico (área) que pasa
por un punto.

7. ESFUERZO-CONCEPTOS
Company Logo
ESFUERZO NORMAL.
La intensidad de fuerza, o fuerza por área unitaria, actuando
normalmente a ΔA se define como el esfuerzo normal, a (sigma). Como
∆FZ es normal al área, entonces. Si la fuerza o esfuerzo normal “jala"
al elemento de área ΔA como se muestra en la figura 1-10a. se le llama
esfuerzo de tensión, mientras que si “empuja” a ΔA se le llama
esfuerzo de compresión.
ESFUERZO CORTANTE. La intensidad de fuerza, o fuerza por área unitaria,
actuando tangente a ΔA se llama esfuerzo cortante, ԏ (tau). Aquí tenemos las
componentes de esfuerzo cortante.
El subíndice z en 𝜎𝑍. se usa para indicar la dirección de la linea normal hacia
fuera, que especifica la orientación del area ΔA. figura 1-11. Para las
componentes del esfuerzo cortante. 𝜏𝑍𝑋 y 𝜏𝑌𝑍, se usan dos subíndices. El eje z
especifica la orientación del area, y “x” e “y” se refieren a los ejes coordenados
en cuya dirección actúan los esfuerzos cortantes.

8. ESFUERZO-CONCEPTOS
Company Logo
ESTADO GENERAL DEL ESFUERZO.
Si el cuerpo es adicionalmente seccionado por planos
paralelos al plano x-z. figura 1-10b y al plano y-z, figura 1-
10C, podemos entonces “separar” un elemento cubico de
volumen de material que representa el estado de esfuerzo
que actua alrededor del punto escogido en el cuerpo,
figura 1-12. Este estado de esfuerzo es caracterizado por
tres componentes que actuan sobre cada cara del
elemento. Esas componentes de esfuerzo describen el
estado de esfuerzo en el punto solo para el elemento
orientado a lo largo de los ejes x, y, z. Si el cuerpo fuese
seccionado en un cubo con otra orientacion, el estado de
esfuerzo se definiria usando un conjunto diferente de
componentes de esfuerzo.

9. ESFUERZO-CONCEPTOS
Company Logo
UNIDADES
En el sistema SI. las magnitudes de los esfuerzos normal y
cortante se especifican en las unidades básicas de newtons por
metro cuadrado (N/m2). Esta unidad, llamada pascal (1 Pa = 1
N/m2) es algo pequeña y en trabajos de ingeniería se usan
prefijos como kilo- (103), simbolizado por. mega- (106),
simbolizado por M o giga- (109). Simbolizado por G. para
representar valores mayores del esfuerzo. De la misma manera,
en el sistema ingles de unidades, los ingenieros por lo regular
expresan el esfuerzo en libras por pulgada cuadrada (psi) o en
kilolibras por pulgada cuadrada (ksi), donde 1 kilolibra (kip) =
1000 Ib.

10. Esfuerzo normal promedio en una barra cargada axialmente
Company Logo
Con frecuencia, los miembros
estructurales o mecánicos se
fabrican largos y delgados.
Asimismo, son sometidos a cargas
axiales que normalmente se aplican a
los extremos del miembro. Miembros
de armaduras, barras colgantes y
pernos son ejemplos típicos.
En esta sección determinaremos la distribución del
esfuerzo promedio que actúa sobre la sección
transversal de una barra cargada axialmente como
la mostrada en la figura 1-1a, que tiene una forma
general. Esta sección define el área de la sección
transversal de la barra y como todas esas secciones
transversales son iguales, a la barra se le llama
barra prismática. Si despreciamos el peso de la
barra y la seccionamos como se indica en la figura
1-13 b, entonces, por equilibrio del segmento
inferior, la fuerza interna resultante que actúa
sobre la sección transversal debe ser igual en
magnitud, opuesta en sentido y colineal con la
fuerza externa que actúa en el fondo de la barra.

11. Esfuerzo normal promedio en una barra
cargada axialmente
Company Logo
En esta sección determinaremos la distribución del
esfuerzo promedio que actúa sobre la sección
transversal de una barra cargada axialmente como la
mostrada en la figura 1-1a, que tiene una forma
general. Esta sección define el área de la sección
transversal de la barra y como todas esas secciones
transversales son iguales, a la barra se le llama
barra prismática. Si despreciamos el peso de la
barra y la seccionamos como se indica en la figura 1-
13 b, entonces, por equilibrio del segmento inferior,
la fuerza interna resultante que actúa sobre la
sección transversal debe ser igual en magnitud,
opuesta en sentido y colineal con la fuerza externa
que actúa en el fondo de la barra.

12. Esfuerzo normal promedio en una barra
cargada axialmente
Company Logo
SUPOSICIONES .
Antes de determinar la
distribución de
esfuerzo promedio que
actúa sobre el área
transversal de la barra,
es necesario hacer dos
hipótesis
simplificadoras
relativas a la
descripción del material
y a la aplicación
especifica de la carga.
PRIMERA
Es necesario que la barra permanezca recta
antes y después de que se aplica la carga, y
también, la sección transversal debe
permanecer plana durante la deformación,
esto es, durante el tiempo que la barra cambia
de volumen y forma. Si esto ocurre, entonces
las líneas horizontales y verticales de una
reticula inscrita sobre la barra se deformaran
uniformemente cuando la barra este sometida
a la carga, figura 1-13c.
No consideraremos aquí regiones cercanas a
los extremos de la barra, donde la aplicación
de las cargas externas puede ocasionar
distorsiones localizadas. En cambio, nos
fijaremos solo en la distribución del esfuerzo
dentro de la porción media de la barra.

13. Esfuerzo normal promedio en una barra
cargada axialmente
Company Logo
SEGUNDA.
Para que la barra experimente una deformación uniforme, es necesario que P
se aplique a lo largo del eje centroidal de la sección transversal y que el
material sea homogéneo e isotrópico.
Un material homogéneo tiene las mismas propiedades físicas y mecánicas en
todo su volumen, y un material isotrópico tiene esas mismas propiedades en
todas direcciones. Muchos materiales de la ingeniería pueden considerarse
homogéneos e isotrópicos.
Los materiales anisotropicos tienen propiedades diferentes en direcciones
diferentes, y aunque este sea el caso, si la anisotropia se orienta a lo largo
del eje de la barra, entonces la barra se deformara uniformemente cuando
sea sometida a una carga axial.

14. Esfuerzo normal promedio en una barra
cargada axialmente
Company Logo
DISTRIBUCIÓN DEL ESFUERZO NORMAL PROMEDIO
Suponiendo que la barra esta sometida a una deformación uniforme constante,
entonces esta deformación es causada por un esfuerzo normal circunstante,
figura 1 -13d. En consecuencia, cada área ΔA sobre la sección transversal esta
sometida a una fuerza ΔF = σΔA, y la suma de esas fuerzas actuando sobre toda
el área transversal debe ser equivalente a la fuerza interna resultante P en la
sección. Si hacemos que ΔA —> dA y por tanto ΔF —> dF, entonces como σ es
constante, tenemos:
σ = esfuerzo normal promedio en cualquier punto sobre el área de la
sección transversal.
P = fuerza normal interna resultante, aplicada en el centroide del área
de la sección transversal. P se determina usando el método de las
secciones y las ecuaciones de equilibrio.
A = área de la sección transversal de la barra

15. Esfuerzo normal promedio en una barra
cargada axialmente
Company Logo
La carga interna P debe pasar por el cancroide de la sección
transversal ya que la distribución del esfuerzo uniforme generara
momentos nulos respecto a cualquier eje x o y que pase por este
punto, figura 1-13 d. Cuando esto ocurre.
Estas ecuaciones se satisfacen, ya que por definición del
centroide, ‫׬‬ y dA = 0 y ‫׬‬ x dA = 0

16. Esfuerzo normal promedio en una barra
cargada axialmente
Company Logo
EQUILIBRIO. Debería ser aparente que solo existe un esfuerzo
normal en cualquier elemento de volumen de material localizado en
cada punto sobre la sección transversal de una barra cargada
axialmente. Si consideramos el equilibrio vertical del elemento, figura
1-14. entonces al aplicar la ecuación de equilibrio de fuerzas,
En otras palabras, las dos componentes de esfuerzo normal sobre el
elemento deben ser iguales en magnitud pero opuestas en dirección.
A este se le llama “ESFUERZO UNIAXIAL”.

17. Esfuerzo normal promedio en una barra
cargada axialmente
Company Logo
El análisis previo se aplica a miembros
sometidos a tensión o a compresión, como
se muestra en la figura 1-15. Como
interpretación grafica, la magnitud de la
fuerza interna resultante P es
equivalente al volumen bajo el diagrama
de esfuerzo; es decir, P = σA (volumen =
altura X base). Además, como
consecuencia del equilibrio de momentos,
esta resultante pasa por el centroide de
este volumen.

18. Esfuerzo normal promedio en una barra cargada
axialmente
Company Logo
ESFUERZO NORMAL PROMEDIO
MAXIMO. En el análisis anterior, tanto la
fuerza interna P como el área de la sección
transversal se consideraron constantes a lo
largo del eje longitudinal de la barra y por
tanto se obtuvo un esfuerzo normal σ = P/A
también constante. Sin embargo, en
ocasiones la barra puede estar sometida a
varias cargas externas a lo largo de su eje o
puede presentarse un cambio en su área de
sección transversal. En consecuencia, el
esfuerzo normal dentro de la barra puede
ser diferente de sección a sección, y si
debe calcularse el esfuerzo normal
promedio máximo, tendrá que determinarse
la posición en que la razón P/A sea máxima.
Para esto es necesario
determinar la fuerza interna P
en varias secciones a lo largo de
la barra, lo que se consigue
dibujando un diagrama de
fuerza normal o axial.
Específicamente, este diagrama
es una grafica de la fuerza
normal P contra su posición x a
lo largo de la longitud de la
barra. P se considerara positiva
si causa tensión en el miembro y
negativa
si causa compresión. Una vez
conocida la carga interna en
toda la barra podrá
identificarse la razón máxima de
P/A.

19. PROBLEMA N° 1
Company Logo
La barra en la figura tiene un ancho constante de 35 mm y un espesor de 10 mm.
Determine el esfuerzo normal promedio máximo en la barra cuando ella esta sometida a
las cargas mostradas.

20. PROBLEMA N° 2
La lámpara de 80 Kg está sometida por dos barras AB y BC. Si AB tiene
un diámetro de 10 mm y BC un diámetro de 8 mm, determine el esfuerzo
normal promedio en cada barra.

21. PROBLEMA N° 3
La pieza fundida está hecha de acero cuyo peso específico es  = 490
lb/pie3. Determine el esfuerzo de compresión medio actuando en los
puntos A y B

22. PROBLEMA N° 4
El miembro AC mostrado en la figura esta sometido a una fuerza vertical de 3 kN.
Determine la posición x de esta fuerza de modo que el esfuerzo de compresión
promedio en el soporte liso C sea igual al esfuerzo de tensión promedio en el tirante AB.
El tirante tiene un área en su sección transversal de 400 mm2 y el área de contacto en C
es de 650 mm2.
(1)
(2)

23. ESFUERZO CORTANTE SIMPLE
• Considere un elemento sometido a una carga P como se muestra en la
figura. Si los soporte B y D se consideran rígidos y P es
suficientemente grande, ésta ocasionará que el material falle a lo largo
de los planos AB y CD. El DCL del segmento central no apoyado
mostrado en la indica que una fuerza cortante V = P/2 debe aplicarse a
cada sección para mantener el equilibrio. El esfuerzo cortante medio
distribuido sobre cada área seccionada se define por
s
P
A
 =

24. ESFUERZO CORTANTE simple
• Las placas unidas por un perno así como las placas pegadas mostradas,
respectivamente son ejemplos de elementos con conexiones a cortante
simples. Los diagramas de cuerpo libre mostradas en las figuras y las
ecuaciones de equilibrio muestran que las fuerzas internas cortantes V son
iguales a la fuerza exterior aplicada P, respectivamente, y el esfuerzo
cortante viene expresado
med
P
A
 =

25. ESFUERZO CORTANTE simple
med
P F
A A
 = =

26. ESFUERZO CORTANTE DOBLE
• Las placas unidas por un perno, cuya vista transversal se
da en la figura, y las placas pegadas mostradas en la 1ig
figuras, respectivamente son ejemplos de elementos con
conexiones a cortante dobles, en este caso debe
observarse que aparecen dos superficies cortantes Los
diagramas de cuerpo libre mostradas en las figuras y las
ecuaciones de equilibrio muestran que las fuerzas
internas cortantes V = P/2 y el esfuerzo es .
med
2
P F
A A
 = =

27. ESFUERZO CORTANTE DOBLE
med
2
P F
A A
 = =
Cortante doble

28. ESFUERZO DE APLASTAMIENTO
El esfuerzo de aplastamiento se presenta sobre la superficie de
contacto entre dos elementos Interactuantes. Para el caso de la
conexión mostrada en la figura. El remache ejerce sobre la platina
A una fuerza igual y opuesta a la fuerza que ejerce la platina sobre
el remache véase figura. En este gráfico es la resultante de todas
las fuerzas distribuidas en la superficie interior de un cilindro de
diámetro d y longitud t igual al espesor de la platina. Debido a que la
distribución de esfuerzos, es muy compleja, se usa un valor medio
para el esfuerzo de aplastamiento σb, el mismo que se obtiene
dividiendo la fuerza y el área proyectada del remache en la platina
Debido a que esta área es igual a td, donde t es el espesor de la
platina y d el diámetro del remache, se tiene.
b
P P
A t d
 = =

29. Esfuerzo Cortante Promedio
Company Logo
El esfuerzo cortante promedio distribuido
sobre cada área seccionada que desarrolla
esta fuerza se define por:
Donde:
𝜏 prom = esfuerzo cortante promedio en la sección;
se supone que es el mismo en todo punto localizado
sobre la sección.
V = fuerza cortante interna resultante en la
sección; se determina con las ecuaciones de
equilibrio.
A = área en la sección
La distribución del esfuerzo cortante promedio se
muestra actuando sobre la sección derecha en la
figura 1-20c. Observe que τ prom tiene la misma
dirección que V, ya que el esfuerzo cortante debe
crear fuerzas asociadas que contribuyen en
conjunto a generar la fuerza interna resultante V
en la sección.

30. Esfuerzo Cortante Promedio
Company Logo
CORTANTE SIMPLE. Las juntas de acero y madera mostradas en la figura,
respectivamente, son ejemplos de conexiones en cortante simple y se
conocen como juntas traslapadas.
CORTANTE DOBLE . Cuando la junta se construye como se muestra en la figura ,
deben considerarse dos superficies cortantes. Ese tipo de conexiones se llaman juntas
traslapadas dobles.

31. Esfuerzo Cortante Promedio
Company Logo
EQUILIBRIO. Consideremos un elemento de volumen de material tomado en
un punto localizado sobre la superficie de cualquier área seccionada sobre la
que actúa el esfuerzo cortante promedio. Si consideramos el equilibrio de
fuerzas en la dirección y, entonces.

32. Esfuerzo Cortante Promedio
Company Logo
Aquí, todos los cuatro esfuerzos cortantes deben tener igual magnitud y
estar dirigidos hacia o alejándose uno de otro en caras con un borde
común. A esto se le llama propiedad complementaria del cortante, y bajo
las condiciones mostradas, el material esta sometido a cortante puro.

33. ESFUERZO EN UN PLANO OBLICUO
1 - 33
• Trace un plano que pasa a través del elemento
formando un ángulo θ con la normal
2
0 0
0 0
cos
cos
cos
sin
sin cos
cos
F P P
A
A A
V P P
A
A A



 


  

= = =
= = =
• El esfuerzo normal y cortante medios sobre el
plano son
cos sin
F P V P
 
= =
• Descomponiendo ala fuerza P en
componentes normal y tangencial al plano
oblicuo
• De las condiciones de equilibrio, las fuerzas
distribuidas (esfuerzos) sobre el plano pude ser
equivalente a la fuerza P

34. • El esfuerzo normal es máximo cuando el plano
de referencia es perpendicular al eje
m
0
0
P
A
 
= =
• El esfuerzo cortante es máximo cuando el
plano forma un ángulo de + 45° con respecto al
eje
0 0
sin 45 cos45
2
m
P P
A A
 
= = =
Esfuerzos máximos
2
0 0
cos sin cos
P P
A A
    
= =
• Los esfuerzos normal y cortante sobre el
plano oblicuo son

35. Esfuerzo último y esfuerzo admisible
• El conocimiento de los esfuerzos, el ingeniero lo usa para:
a. El análisis de las estructuras y máquinas existentes, para
predecir su comportamiento en condiciones de carga
especificado.
b. Diseño de nuevas estructuras y máquinas que cumplirán
su función de una manera segura y económica.

36. Esfuerzo último y esfuerzo admisible
➢ Para poder realizar las acciones anteriores debe saber
como se comporta el material cuando se le somete a cargas
conocidas.
➢ Para ello se realiza ensayos de caracterización del
material, por ejemplo ensayos de tracción
➢ De esta manera se determina la carga última o de
rotura (Pu). El esfuerzo último será
U
U
P
A
 =

37. Esfuerzo último y esfuerzo admisible
➢ De igual forma se pueden realizar ensayos para determinar
el esfuerzo cortante último del material, obteniéndose.
➢ Un elemento esructural debe dieñarse de tal manera que la
carga última sea mucho mayor que la carga de trabajo
(carga admisible) o de diseño.
➢ Así sólo se utilizará una fracción de la carga última
➢ El remanente se deja en reserva para un desempeño seguro
,
U t
U
F
A
 =

38. Esfuerzo último y esfuerzo admisible
➢ La razó entre la carga última y la carga admisible se le
denomina FACTOR DE SEGURIDAD
➢ La escogencia de un buen factor de seguridad depende de
un buen juicio del ingeniero. Entre otras tenemos:
a. Variaciones en las propiedades de los materiales:
composición, resistencia y dimensiones de los elementos.
b. Número de ciclos de trabajo
c. Tipos de cargas que se considera en el disño
d. Tipos de fallas que pueden ocurrir
arg
.
arg
U
adm
C a ultima
F S
c a admisible


= =

39. Esfuerzo último y esfuerzo admisible
e. Incertidumbre debido al método de analisis
f. Deterioro que puede ocurrir en el futuro
g. Importancia del elemento con respecto a la seguridad

40. PROBLEMA N° 5
La barra mostrada en la figura 1-24a tiene una seccion transversal cuadrada de 40
mm. Si se aplica una fuerza axial de 800 N a lo largo del eje centroidal del area
transversal de la barra, determine el esfuerzo normal promedio y el esfuerzo
cortante promedio que actúan sobre el material a lo largo (a) del plano a-a y (b) del
plano b-b.

41. PROBLEMA N° 6
Company Logo
El puntal de madera mostrado en la figura se encuentra suspendido de una barra de
acero de diámetro de 10 mm, empotrada en la pared. Si el puntal soporta una carga
vertical de 5 kN, calcule el esfuerzo cortante promedio en la barra en la pared y a lo
largo de los dos planos sombreados sobre el puntal, uno de los cuales es abcd.

42. PROBLEMA N° 7
Company Logo
El miembro inclinado en la figura esta sometido a una fuerza de compresion de 3000 Ib.
Determine el esfuerzo de compresión promedio a lo largo de las áreas lisas de contacto
definidas por AB y BC, y el esfuerzo cortante promedio a lo largo del plano horizontal
definido por EDB.

43. PROBLEMA N° 7
Company Logo
Una viga AB se sostiene mediante un puntal CD y soporta una carga P = 3000 lb, como
se muestra en la figura. El puntal que consta de dos miembros, se une a una viga
mediante un tornillo que atraviesa ambos miembros en la junta C. Si el esfuerzo
cortante medio permisible en el tornillo es de 15000 psi, ¿Qué diámetro mínimo se
requiere para el tornillo?.

44. PROBLEMA N° 8
Company Logo

45. PROBLEMA N° 9
Company Logo

46. PROBLEMA N° 10
Company Logo

47. PROBLEMA N° 11
Company Logo

48. PROBLEMA N° 12
El área de la sección transversal de todos los elementos de la
armadura que se muestra en la figura es de 500 mm2, mientras que el
diámetro de todos los pernos es de 20 mm. Determine: (a) Los
esfuerzos axiales en los miembros BC y DE y (b) el esfuerzo cortante
en el perno A, suponiendo que está en cortante doble

49. PROBLEMA N° 13
El dispositivo mostrado en la figura sirve para determinar la
resistencia de la madera al esfuerzo cortante. Las dimensiones de la
madera son 6 pulg x 8 pulg x 1,5 pulg. Si la fuerza requerida para
partirlo es de 12 kips, determine la resistencia promedio de la madera
al esfuerzo cortante

50. PROBLEMA N° 15
La sección transversal del punzón y la matriz de la figura es un círculo
de una pulgada de diámetro. Una fuerza P = 6 kips se aplica al punzón.
Si el espesor d la placa es t = 1/8 pulg. Determine el esfuerzo
cortante promedio en la placa a lo largo de la trayectoria del punzón

51. PROBLEMA N° 16
Dos tubos de hierro de fundición se unen con adhesivo en una
longitud de 200 mm. El diámetro externo de cada tubo es de 50
mm y 70mm, y el espesor de su pared es de 10 mm. Si se separan
al transmitir una fuerza de 100 kN. ¿Cuál fue el esfuerzo
cortante promedio en el adhesivo justo antes de la separación?.

52. PROBLEMA N° 17
Un cilindro está sostenido por una barra y un cable, tal como se muestra en la figura.
El cilindro tiene una masa de 100 kg y un radio de 100 mm. Determine: (a) El
esfuerzo axial medio en el cable de acero CD de 5 mm de diámetro; (b) El diámetro
mínimo requerido para el seguro A si el esfuerzo cortante en el seguro debe limitarse
a 15 MPa. El seguro A está a cortante doble.

53. PROBLEMA N° 18
La viga está soportada por un pasador A y un eslabón BC.
Determine el esfuerzo cortante promedio en el pasador B que
tiene un diámetro de 20 mm y está sometido a cortante doble.

54. PROBLEMA N° 19
Un empalme en madera se fabrica con adhesivo como se muestra
en la figura. La longitud de la región pegada es L = 4 pulg y el
espesor de la madera es de 3/8 pulg. Determine el esfuerzo de
corte promedio en el adhesivo.

55. PROBLEMA N° 20
Un empalme en madera se fabrica con adhesivo como se muestra en
la figura. La unión transmite una fuerza P = 20kips y tiene las
siguientes dimensiones L = 3 pulg, a = 8 pulg y h = 2 pulg. Determine
el máximo esfuerzo normal promedio y el esfuerzo cortante en el
adhesivo.

56. PROBLEMA N° 21
Calcule el esfuerzo de compresión en la biela mostrada en la figura
cuando se aplica una fuerza P = 10 lb al pedestal de freno. Suponga que
la línea de acción de la fuerza P es paralela a la biela, cuyo diámetro es
d = 0,22 pulgadas y las otras dimensiones ilustradas se miden
perpendicularmente a la línea de acción de la fuerza P.

57. Esfuerzo Permisible
Company Logo
Una manera de especificar la carga permisible para el diseño o análisis de un
miembro es usar un numero llamado factor de seguridad. El factor de
seguridad (FS) es la razón de la carga de falla, dividida entre la carga
permisible, La carga de falla se determina por medio de ensayos
experimentales del material y el factor de seguridad se selecciona con base en
la experiencia, de manera que las incertidumbres mencionadas antes sean
tomadas en cuenta cuando el miembro se use en condiciones similares de carga
y simetría. Expresado matemáticamente,
En cualquiera de estas ecuaciones, el factor de seguridad debe ser mayor a 1 a
fin de evitar la posibilidad de falla.

58. DISEÑO DE CONEXIONES SIMPLES
Company Logo
Con frecuencia se pueden utilizar las ecuaciones del esfuerzo
normal y el esfuerzo cortante para analizar o diseñar una
conexión simple o un elemento mecánico.
AREA DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE UN MIEMBRO A TENSIÓN.
El área de la sección transversal de un miembro prismático sometido a una
fuerza de tension puede determinarse si la fuerza tiene una linea de acción
que pasa por el centroide de la sección transversal.

59. DISEÑO DE CONEXIONES SIMPLES
Company Logo
AREA DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE UN CONECTOR SOMETIDO A
CORTANTE. A menudo los pernos o pasadores se usan para conectar placas,
tablones o varios miembros entre si. considere la junta traslapada mostrada en
la figura . Si el perno esta suelto o la fuerza de agarre del perno es
desconocida, es seguro suponer que cualquier fuerza de fricción entre las
placas es despreciable. El diagrama de cuerpo libre de una sección que pasa
entre las placas y a través del perno se muestra en la figura. El perno esta
sometido a una fuerza cortante interna resultante de V = P en esta sección
transversal. Suponiendo que el esfuerzo cortante que causa esta fuerza esta
distribuido uniformemente sobre la sección transversal, el área A de la sección
transversal del perno se determina como se muestra en la figura

60. DISEÑO DE CONEXIONES SIMPLES
Company Logo
ESFUERZO DE APLASTAMIENTO. Es un esfuerzo normal
producido por la compresión de una superficie contra otra.

61. Actividad de cierre
Srs. Estudiantes deben realizar un Resumen Claro
conciso y corto, como para que su mejor amigo que
no ha venido a clase con solo leerlo pueda entender
en lo que consistió esta unidad.
Así mismo contesten las preguntas que siempre las
saben hacer:
¿Cómo he entendido esta clase?
¿En que me sirve?
¿Para mi formación como lo puedo usar?

62. Resumen de Cierre
➢ Contenido Del Curso
➢ Esfuerzo-conceptos
➢ Esfuerzo Normal Promedio En Una Barra Cargada Axialmente
➢ SUPOSICIONES Primera
➢ SUPOSICIONES Segunda
➢ DISTRIBUCIÓN DEL ESFUERZO NORMAL PROMEDIO
➢ EQUILIBRIO
➢ ESFUERZO UNIAXIAL
➢ ESFUERZO NORMAL PROMEDIO MAXIMO
➢ Problemas.
➢ ESFUERZO CORTANTE SIMPLE
➢ ESFUERZO CORTANTE DOBLE
➢ ESFUERZO DE APLASTAMIENTO
➢ Esfuerzo Cortante Promedio
➢ ESFUERZO EN UN PLANO OBLICUO
➢ Esfuerzos máximos
➢ Esfuerzo último y esfuerzo admisible
➢ Problemas
➢ Esfuerzo Permisible
➢ DISEÑO DE CONEXIONES SIMPLES
➢ Trabajo Grupal
➢ Actividad De Cierre
➢ Resumen Cierre