2. Mecánica de Solidos
• La mecánica de materiales es una rama de la
mecánica que estudia las relaciones entre las
cargas externas aplicadas a un cuerpo deformable
y la intensidad de las fuerza internas que actúan
dentro del cuerpo.
• Esta disciplina de estudio implica también
calcular las deformaciones del cuerpo y proveer
un estudio de la estabilidad del mismo cuando
está sometido a fuerzas externas.
3. • En el diseño de cualquier estructura o
máquina, es necesario primero, usar los
principios de la estática para determinar las
fuerzas que actúan sobre y dentro de los
diversos miembros.
• Desarrollo histórico. El origen de la mecánica
de materiales data de principios del siglo XVII,
cuando Galileo llevó a cabo experimentos para
estudiar los efectos de las cargas en barras y
vigas hechas de diversos materiales.
4. • Los métodos para hacer esto fueron
considerablemente mejorados a principios del
siglo XVIII. En aquel tiempo el estudio tanto
experimental como teórico de esta materia
fue emprendido, principalmente en Francia,
por personalidades como Saint-Venant,
Poisson, Lamé y Navier.
6. Cargas Externas
• las fuerzas de superficie son causadas por el
contacto directo de un cuerpo con la
superficie de otro.
• la fuerza superficial puede idealizarse como
una sola fuerza concentrada, que es aplicada
a un punto sobre el cuerpo.
• Si la carga superficial es aplicada a lo largo de
un área estrecha, la carga puede idealizarse
como una carga linealmente distribuida,w(s).
7. • La fuerza resultante FR de w(s) es equivalente
al área bajo la curva de carga distribuida, y
esta resultante actúa a través del centroide C
o centro geométrico de esta área.
8. • Una fuerza de cuerpo se desarrolla cuando un
cuerpo ejerce una fuerza sobre otro cuerpo sin
contacto físico directo entre los cuerpos.
Ejemplos de esto incluyen los efectos causados
por la gravitación de la Tierra o por su campo
electromagnético.
• Reacciones en los soportes. Las fuerzas de
superficie que se desarrollan en los soportes o
puntos de contacto entre cuerpos se llaman
reacciones.
21. • Para que la barra experimente una deformación uniforme, es
necesario que P se aplique a lo largo del eje centroidal de la
sección transversal y que el material sea homogéneo e
isotrópico.
• Un material homogéneo tiene las mismas propiedades físicas y
mecánicas en todo su volumen, y un material isotrópico tiene
esas mismas propiedades en todas direcciones.
• Los materiales anisotrópicos tienen propiedades diferentes en
direcciones diferentes, y aunque éste sea el caso, si la
anisotropía se orienta a lo largo del eje de la barra, entonces la
barra se deformará uniformemente cuando sea sometida a una
carga axial.
35. Factor de Seguridad
• Una manera de especificar la carga permisible
para el diseño o análisis de un miembro es
usar un número llamado factor de seguridad.
El factor de seguridad (FS) es la razón de la
carga de falla, Ffalla, dividida entre la carga
permisible, Fperm.
36. • La Ffalla se determina por medio de ensayos
experimentales del material y el factor de seguridad
se selecciona con base en la experiencia, de manera
que las incertidumbres mencionadas antes sean
tomadas en cuenta cuando el miembro se use en
condiciones similares de carga y simetría.
