1. INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN PORLAMAR
REALIZADO POR:
MANUEL NAVARRO C.I: 20,324,706

2. Las fuerzas internas de un
elemento están ubicadas
dentro del material por lo
que se distribuyen en toda
el área; justamente se
denomina esfuerzo a la
fuerza por unidad de área,
la cual se denota con la
letra griega sigma (ζ) y es
un parámetro que permite
comparar la resistencia de
dos materiales, ya que
establece una base común
de referencia
ESFUERZO
Cabe destacar que la fuerza empleada en la ec. 1
debe ser perpendicular al área analizada y
aplicada en el centroide del área para así tener
un valor de ζ constante que se distribuye
uniformemente en el área aplicada. La ec. 1
no es válida para los otros tipos de fuerzas
internas1; existe otro tipo de ecuación que
determine el esfuerzo para las otras fuerzas, ya
que los esfuerzos se distribuyen de otra forma.

3. EJEMPLO DE ESFUERZO

4. EQUILIBRIO DE UN CUERPO DEFORMABLE
CARGAS INTERNAS RESULTANTE
La resistencia del material no es el único parámetro que debe utilizarse al diseñar o analizar una
estructura; controlar las deformaciones para que la estructura cumpla con el propósito para el cual se
diseñó tiene la misma o mayor importancia. El análisis de las deformaciones se relaciona con los
cambios en la forma de la estructura que generan las cargas aplicadas.
DEFORMACIÓN

5. Una barra sometida a una fuerza axial de tracción umentara su longitud inicial; se puede observar
que bajo la misma carga pero con una longitud mayor este aumento o alargamiento se incrementará
también. Por ello definir la deformación (ε) como el cociente entre el alargamiento δ y la longitud
inicial L, indica que sobre la barra la deformación es la misma porque si aumenta L también
aumentaría δ. Matemáticamente la deformación sería:
Al observar la ec. 2 se obtiene que la deformación es un valor adimensional siendo el orden de
magnitud en los casos del análisis estructural alrededor de 0,0012
, lo cual es un valor pequeño (Beer y Johnston, 1993; Popov,
1996; Singer y Pytel, 1982).
El diseño de elementos estructurales implica determinar la resistencia y rigidez del material
estructural, estas propiedades se pueden relacionar si se evalúa una barra sometida a una fuerza axial
para la cual se registra simultáneamente la fuerza aplicada y el alargamiento producido. Estos
valores permiten determinar el esfuerzo y la deformación que al graficar originan el denominado
diagrama de esfuerzo y deformación. Los diagramas son similares si se trata del mismo material y de
manera general permite agrupar los materiales dentro de dos categorías con propiedades afines que
se denominan materiales dúctiles y materiales frágiles. Los diagramas de materiales dúctiles se
caracterizan por ser capaces de resistir grandes deformaciones antes de la rotura, mientras que los
frágiles presenta un alargamiento bajo cuando llegan al punto de rotura.
DIAGRAMA ESFUERZO – DEFORMACIÓN

6. Cuando sobre un medio sólido se aplica una fuerza que induce un estado de esfuerzos
en el material, se puede producir la deformación del cuerpo. Si la fuerza que ha
producido la deformación deja de actuar sobre el cuerpo y éste recupera su
configuración inicial, se dice que el cuerpo es elástico.
La propiedad de “elasticidad” es propia de aquellas sustancias que son capaces de
regresar a su tamaño y forma iniciales cuando las fuerzas que les han producido algún
tipo de deformación dejan de actuar sobre el cuerpo.
ELASTICIDAD

7. Supongamos un paralelepípedo de material sólido cuyas dimensiones son l x h x w, como se indica
en la figura.
Le aplicamos una fuerza de tensión a lo largo de su dimensión l . En esa dimensión el cuerpo se
habrá alargado (deformado) una longitudDl. Si suponemos que esta deformación es pequeña en
comparación a la dimensión inicial ( Dl << l ), para muchos materiales se cumple que la fuerza
aplicada es proporcional a la deformación producida. Esto es lo que se conoce como “Ley de Hooke”
(D=delta):
LEY DE
HOOKE

8. La deformación Dl dependerá de la longitud del cuerpo l . Para tener en cuenta esto
último, en vez de utilizar Dl para definir la deformación, utilizaremos
esto es, la deformación unitaria. De esta manera, la Ley de Hooke se expresaría:
torsión es la solicitación que se
presenta cuando se aplica un
momento sobre el eje longitudinal
de un elemento constructivo o
prisma mecánico, como pueden ser
ejes o, en general, elementos donde
una dimensión predomina sobre las
otras dos, aunque es posible
encontrarla en situaciones diversas.
TORSIO
N

9. El torque o par es el nombre que se da a las fuerzas de torsión. Para que la torsión exista se
requieren 2 fuerzas (par), que se ejercen en sentido opuesto.
TORQUE O PAR

10. El par o torque es un número que expresa el valor de la fuerza de torsión. Se expresa en kilos x
metros. Es decir, si ejercemos una fuerza de 1 kilo con un un brazo de 1 metro el torque o par
será de 1 kilo x metro (1 kilográmetro). En un motor de pistones la capacidad de ejercer fuerza
de torsión es limitada. Depende de la fuerza de expansión máxima que logran los gases en el
cilindro.
El torque máximo se consigue cuando el rendimiento volumétrico es máximo y por lo tanto, se
dispone de mayor temperatura para expandir los gases. Los motores de mayor tamaño están
equipados con cigüeñal de brazo más largo. Esto les da la posibilidad de ejercer igual par de
torsión con menos fuerza de expansión de los gases.
PAR DE TORSIÓN