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Resumen de resistencia de materiales
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Instituto Tecnológico Superior de Poza RicaResumen
Nombre: No. de control:
Nombre de la materia: Mecánica de Nombre del profesor:
Materiales
Unidad: 1 Subtema: Esfuerzo, Esfuerzo normal
promedio en una barra cargada axialmente,
Esfuerzo Cortante, Esfuerzo Permisible,
Esfuerzo en plano oblicuo bajo carga axial
Fecha:
Bibliografía:
Cervera Ruiz, M., & Blanco Díaz, E. (2015). Resistencia de Materiales (1.a ed.). CIMNE.
Hibbeler, R. C. (2011). Mecánica de materiales (8.a ed.). Pearson.
Gere, J. M., & Goodno, B. J. (2011). Mecánica de materiales (7.a ed.). Cengage Learning.
Beer, F. P. (2009). Mecánica de materiales (5.a ed.). McGraw-Hill Education.
Título: Esfuerzo
Introducción:
El esfuerzo tiene unidades de fuerza por unidad de área y se denota por la letra
griega ς (sigma). En general, los esfuerzos que actúan sobre una superficie
plana pueden ser uniformes en toda el área o bien variar en intensidad de un
punto a otro. Supongamos que los esfuerzos que actúan sobre la sección
transversal mn están distribuidos uniformemente sobre el área. Entonces la
resultante de estos esfuerzos debe ser igual a la magnitud del esfuerzo por el
área de la sección transversal A de la barra, es decir, P = sA. Por tanto,
obtenemos la expresión siguiente para la magnitud de los esfuerzos:
ς=P/A
Esta ecuación expresa la intensidad de un esfuerzo uniforme en una barra
prismática con sección transversal arbitraria cargada axialmente. Cuando la
barra es estirada por las fuerzas P, los esfuerzos son esfuerzos de tensión; si
, Instituto Tecnológico Superior de Poza Rica
Resumen
se invierte la dirección de las fuerzas, la barra se comprime y tenemos
esfuerzos de compresión. Puesto que los esfuerzos actúan en una dirección
perpendicular a la superficie cortada, se denominan esfuerzos normales
Y, por tanto, los esfuerzos normales pueden ser de tensión o de compresión.
Más adelante, en la sección 1.6, analizaremos otro tipo de esfuerzo,
denominado esfuerzo cortante, que actúa paralelo a la superficie.
Contenido:
• Esfuerzo:
La fuerza por unidad de área, o la intensidad de las fuerzas distribuidas a
través de una sección dada, se llama esfuerzo sobre esa sección y se
representa con la letra griega (sigma). El esfuerzo en un elemento con área
transversal A sometido a una carga axial P (figura 1.8) se obtiene, por lo tanto,
al dividir la magnitud P de la carga entre el área A:
ς=P/A
Se empleará un signo positivo para indicar un esfuerzo de tensión (el elemento
a tensión) y un signo negativo para indicar un esfuerzo compresivo (el
elemento a compresión).
Debido a que se emplean unidades del sistema SI en estos análisis, con P
expresada en newtons (N) y A en metros cuadrados (m2), el esfuerzo se
expresará en N/m2. Esta unidad se denomina pascal (Pa). Sin embargo, el
pascal es una unidad muy pequeña, por lo que, en la práctica, deben
emplearse múltiplos de esta unidad, como el kilopascal (kPa), el megapascal
(MPa) y el gigapascal (GPa). Se tiene que:
o 1 kPa = 10^3 Pa = 10^3 N/m^2
o 1 MPa 10^6 = Pa 10^6 = N/m^2
o 1 GPa 10^9 = Pa 10^9 = N/m^2
Cuando se utilizan las unidades acostumbradas en Estados Unidos, la fuerza P
comúnmente se expresa en libras (lb) o kilolibras (kip), y el área transversal A
en pulgadas cuadradas (in.2). El esfuerzo s, en consecuencia, se presenta en
libras por pulgada cuadrada (psi) o en kilolibras por pulgada cuadrada (ksi).
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