¡BIENVENIDOS! Dr. Ing. Julio César Casquero Zaidman Logro Al final de la sesión, el estudiante conocerá la importancia de conocer el tema de la resistencia de los materiales y los conceptos básicos de fuerza, esfuerzo y deformación como inicio de su estudio mediante la interpretación de la siguiente presentación. Inicio Utilidad El La Resistencia de Materiales es la matemática de los ingenieros estructurales. Es la antesala de los cálculos de las estructuras metálicas y no metálicas. La resistencia de los materiales es lo que nos permite conocer el comportamiento de las estructuras que pueden ser las vigas, las columnas, los puentes, las grúas, las torres, las pasarelas, las naves industriales, etc. La resistencia de los materiales nos permite, por ejemplo, saber si conviene más poner una viga de una y otra forma. La resistencia de los materiales permite ingresar al mundo de los cálculos de las estructuras y entender como funcionan y saber interpretar fallos estructurales o diseños inadecuados y por lo tanto diseñar estructuras confiables. Utilidad Desarrollo del tema Aspectos teóricos de la clase: 1. Introducción a la resistencia de materiales. 2. Equilibrio de un cuerpo deformable. 3. Análisis de fuerzas internas. 4. Esfuerzo normal y esfuerzo cortante Transformación 1. Introducción a la resistencia de materiales. El objetivo principal de la Resistencia de Materiales es el de proporcionar al ingeniero los medios para analizar y diseñar estructuras o componentes capaces de soportar las cargas y acciones a las que estos están o pueden estar sometidos durante su vida útil. Tanto el análisis como el diseño de cualquier componente estructural conlleva la determinación de tensiones y deformaciones. Los conceptos de tensión y deformación son, por tanto, básicos en la exposición de esta materia. Transformación La Resistencia de Materiales y la Teoría de la Elasticidad, como partes integrantes de la Mecánica de Sólidos Deformables, son dos disciplinas con objetivos comunes: ambas abordan el estudio de la resistencia (estado de tensiones) y la rigidez (estado de deformaciones) de cuerpos sólidos deformables sometidos a la acción de sistemas de fuerzas en equilibrio estático. Asimismo, ambas parten del principio de linealidad entre acción y respuesta; esto, como se verá, implica que el comportamiento de los materiales es elástico y que los movimientos que se producen son pequeños. Transformación La Resistencia de Materiales limita su campo de aplicación a ciertos tipos de elementos estructurales (vigas, columna, barras, bloques entre otros) sustentados de ciertas maneras predeterminadas (apoyos simples, articulaciones, empotramientos, etc.) y sometidas a ciertos tipos de acciones (fuerzas puntuales y repartidas, generalmente, y otras acciones definidas de forma adecuada). Esta restricción previa en cuanto a las geometrías, condiciones de apoyo y acciones consideradas permite la formulación de ciertas hipótesis de partida y de un planteamiento simplificado apto para la resolución analítica de multitud de problemas de ingeniería Transformación La Resistencia de Materiales es una rama de la Mecánica: • Estudia las relaciones existentes entre las cargas externas e internas de un cuerpo deformable. • Sus principios físicos permiten determinar el estado tensional o estado de esfuerzos de un cuerpo deformable. La Estática es una rama de la Mecánica: • Estudia las relaciones existentes entre las cargas externas e internas de un cuerpo rígido. • Desempeña un papel importante en el desarrollo de la resistencia de materiales. • Los principios físicos que gobiernan a un cuerpo rígido, son igual de válidos para el análisis de un cuerpo deformable. Transformación Ejemplo de relación entre la carga externa y la deformación Transformación 2. Equilibrio de un cuerpo deformable. Cargas externas Transformación Cargas externas de reacción 2. Equilibrio de un cuerpo deformable. Transformación 2. Equilibrio de un cuerpo deformable. Transformación 2. Equilibrio de un cuerpo deformable. Transformación 2. Equilibrio de un cuerpo deformable. Transformación 2. Equilibrio de un cuerpo deformable. Transformación 2. Equilibrio de un cuerpo deformable. Cargas externas Transformación Cargas internas 2. Equilibrio de un cuerpo deformable. Cargas externar Cargas internas Transformación 2. Equilibrio de un cuerpo deformable. Cargas internas Transformación Cargas internas 3. Análisis de fuerzas internas. Cuerpo sometido a cargas externas Cuerpo ficticiamente dividido Aparecen cargas internas que tienen igual magnitud pero sentidos contrarios Transformación 3. Análisis de fuerzas internas. t = Tensión puntual t = Esfuerzo puntual F = Fuerza pequeña S = Área pequeña Transformación 3. Análisis de fuerzas internas. Cargas externas Transformación Cargas externas (reacciones) Cargas internas (entre las secciones del cuerpo) 3. Análisis de fuerzas internas. Cargas externas Transformación Cargas internas Cargas internas (entre las secciones del cuerpo) 4. Esfuerzo normal y esfuerzo cortante Si se descompone el fuerzo puntual t en sus componentes perpendiculares se tiene lo siguiente: Transformación = Esfuerzo normal (Componente de t perpendicular al área) = Esfuerzo cortante (componentes de t paralela al área) 4. Esfuerzo normal y esfuerzo cortante El valor de los esfuerzos normales y cortantes variará en función del ángulo Transformación 4. Esfuerzo normal y esfuerzo cortante El valor de los esfuerzos normales y cortantes variará en función del ángulo y de la cara donde se producen Transformación 4. Esfuerzo normal y esfuerzo cortante Estado plano de tensiones o esfuerzos Transformación Esfuerzo normal promedio de una barra Transformación Esfuerzo normal promedio de una barra Transformación Esfuerzo normal promedio de una barra Transformación Esfuerzo cortante promedio de una barra Transformación Esfuerzo cortante promedio de una barra Transformación Esfuerzo cortante promedio de una barra Transformación Conclusiones ¿Qué podemos concluir en la sesión de hoy? La Resistencia de Materiales es una rama de la Mecánica: • Estudia las relaciones existentes entre las cargas externas e internas de un cuerpo deformable. • Sus principios físicos permiten determinar el estado tensional o estado de esfuerzos de un cuerpo deformable. Cierre
