Resistencia de Materiales

Concepto de Esfuerzo

Introducción

El principal objetivo del estudio de la mecánica de materiales es proporcionar al futuroingeniero los medios de análisis y diseño de diversas máquinas y estructuras de soportede carga.

Tanto el análisis como el diseño de una estructura dada implican la determinación delas tensiones y deformaciones.

Cargas Estáticas Cargas Internas, esfuerzos y deformaciones.

Determinar dimensiones, materiales, cargas máximas.

Introducción

Reacciones en los soportes

Ecuaciones de EquilibrioEl equilibro de un cuerpo requiere un balance de fuerzas para impedir que el cuerpose traslade o tenga movimiento acelerado a lo largo de una trayectoria recta o curva, yun balance de momentos para impedir que el cuerpo gire.

Ecuaciones de Equilibrio

Ecuaciones de Equilibrio

Ecuaciones de Equilibrio

Problema 1 La estructura está diseñada parasoportar una carga de 30 kN.

La estructura consiste de unaguilón y una varilla unidos porpasadores (momento ceroconexiones) en las uniones yapoyos.

Realizar un análisis estático paradeterminar la fuerza interna decada elemento de la estructuray las fuerzas de reacción en losapoyos.

Problema 2

Problema 3

Esfuerzo

Esfuerzo normal es aquel que tiene una dirección normal (perpendicular) a la cara sobre lacual actúa; es de tensión, si el esfuerzo hala de la cara (la flecha apunta desde la cara haciafuera), tratando de separar el elemento en el punto donde está aplicado y en la direccióndel esfuerzo. El esfuerzo normal es de compresión, si éste empuja la cara (la flecha apuntahacia la cara), tratando de comprimir el punto en la dirección de dicho esfuerzo.

El esfuerzo cortante, como su nombre lo dice, tiende a cortar o cizallar el elemento en unadirección tangente a la cara sobre la cual actúa.

Esfuerzo

1. El elemento es completamente recto.2. Las secciones a lo largo del material son uniformes.3. La superficie es completamente lisa.4. La sección a analizar está alejada de sitios de aplicación decargas puntuales.5. La carga F está aplicada exactamente en el centroide de lasección del elemento y en dirección axial.6. La carga es estática.7. El material es completamente homogéneo.8. El material no tiene tensiones residuales.9. Si el elemento está en compresión, su longitud es tal que noexiste posibilidad de pandeo5.

Esfuerzo

Esfuerzo

Problema 4

R= 6.82 kLb

Problema 5

Esfuerzo Cortante Promedio

Esfuerzo Cortante PromedioDetermine el esfuerzo cortantepromedio en el pasador de 20mm de diámetro ubicado en Ay en el pasador de 30 mm dediámetro que está en B, loscuales soportan la viga de lafigura.

Esfuerzo Cortante Promedio

Problema 6

Problema 7

Para diseñar correctamente un elemento estructural o mecánico es necesario limitar elesfuerzo en el material hasta un nivel que sea seguro.

Para garantizar esta seguridad se requiere elegir un esfuerzo permisible que restrinja lacarga aplicada a un valor que sea menor a la máxima carga que el elemento pueda soportar.

El factor de seguridad (F.S.) es una razón de la carga de falla Ffalla sobre la carga permisibleFperm. Aquí Ffallas se determina mediante ensayos experimentales del material, y el factor deseguridad se selecciona en base en la experiencia.

Esfuerzo Permisible

Problema 8

Problema 9

Problema 10