CONCEPTOS BASICOS DE INTRODUCCION A LA RESISTENCIA DE MATERIALES

1. UNIDAD I:
INTRODUCCIÓN A RESISTENCIA
DE LOS MATERIALES
Programa Académico: Ingeniería Civil
Profesor: Ing: Yomar Matheus
Periodo: Marzo – Agosto 2021

2. CONCEPTOS BÁSICOS
Es unas de las ramas en la mecánica aplicada y es una ciencia básica de la
ingeniería que estudia el comportamiento mecánico de los elementos
estructurales simples, considerados como solidos deformables y del material del
cual están hechos, estableciendo relaciones entre las fuerzas externas que actúan
sobre la estructura o máquina y la respuesta o efecto interno que se presenta
dentro de estos elementos estructurales, determinando la intensidad de fuerza
interna por unidad de área.
Resistencia
De
Materiales:

3. IMPORTANCIADELARESISTENCIADEMATERIALESPARALAINGENIERÍACIVIL
La resistencia de los materiales es de vital importancia para le ingeniería
civil porque sus métodos son utilizados para el diseño y construcción de
puentes y edificios o bien estructuras costeras y submarinas.
La ciencia de resistencia de materiales se ocupa de estudiar el
comportamiento de los materiales determinando las propiedades mecánica
de los mismos, parámetros que son fundamentales para determinar la
resistencia y rigidez, también mediante las pruebas físicas se establecen
valores límites permisibles de esfuerzos y deformaciones para garantizar
que la estructura diseñada cumplen con los estándares de seguridad y
economía teniendo todos los componentes.

4. ESTÁTICA
El término estática puede referirse, a los siguientes campos :
• La electricidad estática, la carga eléctrica generada por fricción entre los
cuerpos;
• La electro estática, la ciencia que estudia las cargas estáticas;
• La estática, la parte de la mecánica que estudia las condiciones de
equilibrio de las fuerzas sobre un cuerpo en reposo.
También se puede referir a algo que no se mueve.
Estudia el equilibrio mecánico de un cuerpo
y la fuerza que actúan sobre él, para mantenerlo en
reposo con movimiento rectilíneo uniforme (MRU).

5. DINAMICA
Es una rama de la física que estudia la relación entre las fuerzas que actúan
sobre un cuerpo y los efectos que se producirán sobre el movimiento de los
cuerpos.
La dinámica en el ámbito de la física está regulada por las Leyes de Newton
lo cual obedece a 3 leyes:
• La primera ley, indica que un cuerpo se mantendrá en reposo o
movimiento uniforme excepto que sobre el cuerpo actúe una fuerza;
• La segunda ley, establece que la variación del movimiento de los cuerpos
es proporcional a la fuerza que se ejerce sobre él;
• La tercera ley expresa que a la fuerza que se aplica sobre un cuerpo se le
opone una fuerza de la misma intensidad pero en dirección opuesta.

6. MECANICARACIONAL
CINEMÀTICA
La mecánica racional es una rama de la física que estudia, describe o predice las
condiciones que en su máxima o mínima acción producen el movimiento,
comportamiento y equilibrio de la masa de los cuerpos en reposo, sus principios,
interacciones y causas. Su objetivo es explicar de forma cualitativa y cuantitativa
esas manifestaciones o fenómenos con valoración científica.
La cinemática es una rama de la física que estudia el movimiento de los objetos
sólidos y su trayectoria en función del tiempo, sin tomar en cuenta el origen de
las fuerzas que lo motivan. Para eso, se toma en consideración la velocidad (el
cambio en el desplazamiento por unidad de tiempo) y la aceleración (cambio de
velocidad) del objeto que se mueve

7. La fragilidad es la capacidad de un material de fracturarse debido a su escasa o
nula capacidad de deformación permanente. Por el contrario, los materiales
dúctiles o tenaces se rompen tras sufrir algunas deformaciones, generalmente de
tipo plástico. La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene la peculiaridad de
absorber relativamente poca energía, a diferencia de la rotura dúctil.
Curvas representativas de tensión-deformación de un material frágil (rojo)
y un material dúctil y tenaz (azul)
MATERIALFRÀGIL

8. La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales , como
las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una
fuerza, pueden deformarse plásticamente de manera sostenible sin romperse,
permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que
presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se
califican como frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a
romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura solo sucede tras producirse
grandes deformaciones.
Algunos ejemplos de materiales muy dúctiles son el bronce y el latón. En otros
términos, un material es dúctil cuando la relación entre el alargamiento
longitudinal producido por una tracción y la disminución de la sección transversal
es muy elevada.
MATERIALDÙCTIL

9. La palabra maleabilidad es utilizada como sinónimo de: elasticidad, flexibilidad,
suavidad, plasticidad, entre otros.
En referencia a los materiales sólidos, el termino maleabilidad es una propiedad
de material que permite su descomposición o deformación y extenderse en finas
laminas, sin que el material se rompa, como es el caso del aluminio que se puede
convertir en papel de aluminio y puede ser utilizado diferentes fines, el ro, el
cobre, el estaño, entre otros.
MALEABILIDAD

10. Hooke ensayó a tracción barras construidas con distintos materiales y
representó en un par de ejes de referencia las deformaciones que se producían al
variar la intensidad de la fuerza aplicada obteniendo curvas que denominó gráficas
fuerza-deformación. Dichas curvas tenían formas distintas según el material de la
barra, aunque también para barras del mismo material pero de distintas longitudes
las deformaciones experimentadas no eran iguales y lo mismo ocurría para barras
de distintas secciones. Para poder obtener información del material
independientemente de la longitud y sección de la barra, representó los resultados
en un sistema de ejes tensión– deformación unitaria llamando a la gráfica obtenida
curva tensión - deformación unitaria. Recordando los conceptos de tensión y de
deformación longitudinal unitaria, el pasar de un sistema de ejes al otro sólo
significaba un cambio de escalas, no presentando modificaciones en el aspecto de
la curva.
De esta forma Hooke enunció su Ley: σ = ε x E
LEYDEHOOKE

11. Cuando se selecciona un material para construir un edificio o una máquina, es
necesario conocer sus propiedades mecánicas, así como su capacidad para
soportar esfuerzos. Las propiedades mecánicas de los materiales se determinan en
diferentes pruebas de laboratorio entre las que podemos mencionar: la dureza, la
maleabilidad, la ductilidad. El diagrama que representa la relación entre esfuerzo y
deformación en un material dado es una característica importante del material.
Para obtener el diagrama esfuerzo - deformación de un material, se realiza
usualmente una prueba de tensión a una probeta del material.
DIAGRAMAESFUERZO-DEFORMACIÒN

12. • Zona Elástica: Es la parte donde al retirar la carga el material regresa a su
forma y tamaño inicial.
• Zona de Fluencia: Región en donde el material se comporta plásticamente;
es decir, en la que continúa deformándose bajo una tensión “constante”.
• Zona de Endurecimiento: Zona en donde el material retoma tensión para
seguir deformándose; va hasta el punto de tensión máxima.
• Zona de Estricción: En éste último tramo el material se va poniendo menos
tenso hasta el momento de la fractura.
• Límite proporcional: Tensión máxima para la cual la deformación es
proporcional a la tensión.
• Módulo de Elasticidad (E): Relación entre la tensión y la deformación del
acero. Válida hasta el límite proporcional.
• Tensión de Fluencia: Tensión para la cual el material se comporta
plásticamente, el cual fluye a un valor constante de tensión.
• Límite Elástico: Tensión máxima para la cual la deformación es
completamente recuperable. Pasado ese valor, queda una deformación
permanente.

13. El campo de la mecánica abarca
fundamentalmente las relaciones entre
fuerzas que actúan sobre un solido
indeformable.
Se estableceran las relaciones entre
cargas exteriores aplicadas y sus
efectos en el interior de los solidos.
Conoceremos sobre: Tensión,
compresión, elasticidad, deformación.
.
ESFUERZONORMALYCORTANTE

14. Los sólidos son deformables en mayor o menor medida.
Para grandes movimientos y fuerzas relativamente pequeñas
los cuerpos se pueden considerar indeformables, es por eso
que así se consideran en Cinemática y Dinámica, ya que las
deformaciones provocadas son despreciables respecto al
movimiento a que están sometidos.
Las deformaciones elásticas no afectan al resultado
Cinemático de los sistemas.
DEFORMACIÒN

15.  Se define Esfuerzo o Tensión a la fuerza por unidad de
superficie referida en la que se distribuye la fuerza.
Signos (+) Tracción o alargamiento, (-) Compresión.
s = F/S
ESFUERZO

16. En Física permanece estable, ver Figura 1.
Los Vectores se consideran deslizantes.
Figura 1. Esquema de vectores fuerza.
APLICACIÒNDEFUERZA(TENSIÒN)

17. En Elasticidad permanece estable pero se deforma como le
muestra la Figura 2.
Los Vectores se consideran fijos:
Dependen del punto de aplicación
Figura 2. Esquema del objeto deformado.

18. Es aquel que, frente a unas acciones exteriores, se deforma,
pero que una vez que han desaparecido estas, recupera su
forma primitiva, siempre y cuando no se hayan superado unos
valores que hubieran producido rotura o deformación
irreversible, como se muestras en la figura:
La deformación elástica es reversible
Figura La Sombrilla.
SOLIDOELASTICO

19. Definimos Elasticidad como la propiedad que tienen los
sólidos de dejarse deformar ante la presencia de acciones
(fuerzas o pares ) exteriores y recuperar sus formas primitivas
al desaparecer la acción exterior.
Se llama deformación
elástica la que recupera
totalmente su forma original
Se llama deformación
plástica la que parte de ella
es permanente
ELASTICIDAD