INTRODUCCIÓN. ESFUERZO

NORMALProf.: Ing. Villanera

RESISTENCIA DE MATERIALES

1.1 INTRODUCCIÓN

• El objetivo principal del estudio de la Resistencia deMateriales es suministrar al futuro ingeniero losconocimientos para analizar y diseñar las diversasmáquinas y estructuras portadoras de carga.

1.1 INTRODUCCIÓN

• Tanto el análisis como el diseño de una estructura dadainvolucran la determinación de esfuerzos y deformaciones.

• Este primer capítulo está dedicado al concepto de esfuerzo.

1.3 ESFUERZOS EN LOS ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA

• El primer paso en el análisis de una estructura dada, esdeterminar las fuerzas internas.

• El que un elemento pueda romperse o no depende de lafuerza interna, del área transversal y del material con queestá haya sido elaborada.

1.3 ESFUERZOS EN LOS ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA

• La fuerza interna FBC representa la resultante de las fuerzaselementales distribuidas a lo largo de toda el área A.

• El hecho de que la varilla se rompa o no, depende de lacapacidad que tenga el material de soportar el valor FBC /A.

1.3 ESFUERZOS EN LOS ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA

• La fuerza por unidad de área, o la intensidad de las fuerzasdistribuidas a través de una sección dada, se llama esfuerzo(s).

• El esfuerzo en un elemento con área transversal Asometido a una carga axial P se obtiene, al dividir lamagnitud P de la carga entre el área A.

1.3 ESFUERZOS EN LOS ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA

𝛔 =𝑷

𝑨

• Un signo positivo para indicar un esfuerzo de tensión.• Un signo negativo para indicar un esfuerzo compresivo.

1.3 ESFUERZOS EN LOS ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA

UNIDADES DE CARGA:• Sistema Internacional (S.I.)

1 kN = 103 N

• Sistema Americano1 kip = 103 lb

1.3 ESFUERZOS EN LOS ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA

UNIDADES DE ESFUERZO:• Sistema Internacional (S.I.)

1 kPa = 103 Pa = 103 N/m2

1 MPa = 106 Pa = 106 N/m2

1 GPa = 109 Pa = 109 N/m2

• Sistema Americano1 psi = 1 lb/in2

1 ksi = 103 psi = 103 lb/in2

1.5 CARGA AXIAL. ESFUERZO NORMAL

𝝈 =𝑷

𝑨

• Un elemento sometido a dos fuerzas, que se dirigen a lolargo del eje de la varilla.

• Se dice que la varilla se encuentra bajo carga axial.

1.5 CARGA AXIAL. ESFUERZO NORMAL

PROBLEMA 1.2:Dos varillas cilíndricas sólidas AB y BC están soldadas en B y cargadascomo se muestra. Si se sabe que P = 40 kips, determine el esfuerzonormal promedio en la sección media de a) la varilla AB, b) la varilla BC.

1.5 CARGA AXIAL. ESFUERZO NORMAL

PROBLEMA 1.4:Las varillas cilíndricas sólidas AB y BC están soldadas en B y cargadascomo se muestra en la figura. Si se sabe que d1 = 50 mm y d2 = 30 mm,encuentre el esfuerzo normal promedio en la sección media de a) lavarilla AB, b) la varilla BC.

1.5 CARGA AXIAL. ESFUERZO NORMAL

PROBLEMA 1.8:Si se sabe que la sección transversal de la porción central del eslabón BDtiene un área de 800 mm2, determine la magnitud de la carga P para lacual el esfuerzo normal en esa porción de BD es de 50 MPa.

1.5 CARGA AXIAL. ESFUERZO NORMAL

PROBLEMA 1.12:La barra rígida EFG está sostenida por el sistema de armaduras que semuestra en la figura. Determine el área de la sección transversal delelemento AE para la cual el esfuerzo normal en él es de 15 ksi.