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Iniciación a la resistencia de los materiales




Enviado por Pablo Turmero



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    PARTE 1 : Resistencia de Materiales Objeto: COMPENDIO DE LOS
    CONOCIMIENTOS BASICOS DE ELASTICIDAD Y DE RESISTENCIA DE
    MATERIALES.

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    CAPITULO I : GENERALIDADES Y DEFINICIONES.

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    Lección 1 : 1.1 Introducción . Objeto y Utilidad de
    la Resistencia de Materiales. 1.2 Introducción a la
    elasticidad . Sólido Rígido. Sólido
    Elástico. 1.3 Equilibrio Estático. Equilibrio
    Elástico. 1.4 Definición de Prisma mecánico.
    1.5 Solicitaciones en la sección de un prisma
    mecánico. 1.6 Tensión. Componentes
    intrínsecas de la tensión.

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    Objetivo: Descubrir medios y métodos para analizar y
    diseñar las diferentes máquinas y estructuras
    portantes. Los métodos que analizaremos se basan en la
    determinación de esfuerzos y deformaciones. Definimos:
    Esfuerzos Normales: Provocados por una carga axial o Normal.
    Esfuerzos Cortantes: Por fuerzas transversales y pares. Esfuerzos
    de aplastamiento: Creadas en pernos y remaches.

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    Definiciones Básicas Se define Esfuerzo o Tensión a
    la fuerza por unidad de superficie referida en la que se
    distribuye la fuerza. s = F/S Signos (+) Tracción o
    alargamiento, (-) Compresión. Unidades Sistema
    Internacional: Fuerza: Newton, Superficie: m2 , Tensión:
    Pascal = N/m2 , KPa, MPa, GPa

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    1.2 .- Introducción a la elasticidad. Sólido
    Rígido . Sólido elástico

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    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. Sólido Rígido <==> Sólido
    Deformable En Física y Mecánica el SÓLIDO es
    INDEFORMABLE.

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    Un ejemplo de la diferencia puede ser : Hecho : Un coche choca
    con otro por detrás desplazándolo. En
    Mecánica estudiaría el desplazamiento en
    función del ángulo a que ha sucedido, la
    transmisión de la energía cinética, la
    inercia transmitida a los pasajeros, el esfuerzo ejercido por el
    cinturón de seguridad, … En Resistencia se estudia la
    deformación producida en el choque, como puede aminorarse
    el impacto sobre los pasajeros, que material se emplearía
    para que amortiguase más, que piezas se emplearían
    para que repercutiese en la menor parte del coche, …..
    Sólido Rígido <==> Sólido
    Deformable

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    Sólido Rígido <==> Sólido Deformable
    En Física permanece estable Los Vectores se consideran
    deslizantes.

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    Sólido Rígido <==> Sólido Deformable
    En Elasticidad permanece estable pero se deforma Los Vectores se
    consideran fijos: Dependen del punto de aplicación

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    Definición de la Resistencia de Materiales La ciencia que
    estudia la capacidad mecánica doble de los materiales
    frente a tensiones y frente a deformaciones, así como la
    forma y dimensiones que deben tener los elementos resistentes
    para soportar unas determinadas cargas (acciones exteriores) sin
    que sus tensiones internas sobrepasen a las máximas
    admisibles del material, por un lado, ni las deformaciones
    superen a las fijadas por las Normas o el buen uso, por
    otro.

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    Definición de Sólido Elástico 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. La deformación
    elástica es reversible

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    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

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    Relaciones de Magnitudes físicas reales Deformaciones ?, ?
    Alargamientos unitarios ?, ? Acciones (F, M) Tensiones ?, ?

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    Características del Sólido Elástico
    Homogéneo Continuo Isótropo Modelos

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    1.3 Equilibrio Estático – Equilibrio Elástico
    Equilibrio estático: S F = 0 S Fx = 0 S Fy = 0 S Fz = 0 S
    M = 0 S Mx = 0 S My = 0 S Mz = 0 Equilibrio Elástico: S F
    = 0 S M = 0 + Equilibrio Interno: Cada una de las secciones sea
    capaz de soportar los esfuerzos internos

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    1.4.-Prisma mecánico. Es el volumen generado por una
    superficie plana (superficie generatriz) al desplazarse
    ésta, de modo que la línea descrita por su centro
    de gravedad (llamada línea media) sea en todo momento
    normal a la superficie.

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    1.5.- Solicitaciones sobre un prisma mecánico.
    Solicitación Esfuerzo Normal Esfuerzo Cortante Momento
    Flector Momento Torsor Efecto Alargamiento Deslizamiento Giro de
    Flexión Giro de Torsión N V Mf Mt d g F q

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    (Gp:) x (Gp:) z (Gp:) y 1.5.- Solicitaciones en un sistema
    equilibrado. (Gp:) F (Gp:) P1 (Gp:) P2 (Gp:) Fz (Gp:) Fx (Gp:) Mx
    (Gp:) My (Gp:) Mz (Gp:) Fy

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    1.6.- Componentes Intrínsecas de la Tensión. (Gp:)
    dS (Gp:) dFN (Gp:) x (Gp:) z (Gp:) y (Gp:) dFt (Gp:) dF (Gp:) s =
    (Gp:) dF (Gp:) dS (Gp:) s n = (Gp:) dFN (Gp:) dS (Gp:) t = (Gp:)
    dFt (Gp:) dS

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    1.6.- Componentes Intrínsecas de la Tensión. s2 = s
    n2 + t 2 (Gp:) => (Gp:) s = s n + t (Gp:) Tensión
    Cortante (Gp:) t = (Gp:) dFt (Gp:) dS (Gp:) dF = dFn + dFt (Gp:)
    s = (Gp:) dF (Gp:) dS (Gp:) Tensión : Fuerza / Superficie
    (Gp:) Tensión Normal (Gp:) s n = (Gp:) dFN (Gp:) dS

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    Conclusiones Objetivo de la Asignatura: Descubrir medios y
    métodos para analizar y diseñar las diferentes
    máquinas y estructuras portantes. Los métodos que
    analizaremos se basan en la determinación de esfuerzos y
    deformaciones. Resistencia de los materiales: La ciencia que
    estudia la capacidad mecánica doble de los materiales
    frente a tensiones y frente a deformaciones, así como la
    forma y dimensiones que deben tener los elementos resistentes
    para soportar unas determinadas cargas (acciones exteriores) sin
    que sus tensiones internas sobrepasen a las máximas
    admisibles del material, por un lado, ni las deformaciones
    superen a las fijadas por las Normas o el buen uso, por otro. Los
    sólidos son deformables en mayor o menor medida. Las
    deformaciones elásticas no afectan al resultado
    Cinemático de los sistemas. La deformación
    elástica es reversible Los Vectores se consideran
    fijos:Dependen del punto de aplicación Equilibrio
    Elástico = Equilibrio Estático + Equilibrio Interno
    Modelos: Homogéneos Continuos Isótropos Prisma
    mecánico

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