Ramiro Caballero Campos 1164748 Capítulo 1: Esfuerzos Ramiro Caballero Campos 1164748

Antes que nada… Es importante recordar los métodos utilizados en Estática para calcular las fuerzas y momentos sobre un elemento o un ensamble. Este análisis es necesario para poder conocer en primera instancia la situación en la que se encuentra el elemento. A pesar de su importancia este análisis no proporciona la información necesaria para conocer si el elemento podrá cargar la fuerza. Esto se debe a que la ruptura del elemento no solo depende de las fuerzas internas si no también de su sección transversal y de su material.

Esfuerzo Los elementos tienen una sección transversal, en la cual se distribuyen las fuerzas internas del elemento. Al dividir estas fuerzas entre el área de la sección transversal se obtiene una cociente conocido como “Esfuerzo”. Este cociente tiene signo positivo si se trata de un elemento en tensión, y negativo si se trata de un objeto en compresión. A la unidad del esfuerzo se le conoce como Pascal (Pa).

Muchos materiales Existen una gran cantidad de materiales, cada uno tiene su constante, si al realizar el calculo, la constante del elemento obtenida es menor a la máxima constante del material, el material puede soportar la carga sin romperse. Es posible calcular el área de la sección transversal de un elemento para que sea capaz de soportar una carga deseada.

Fuerzas axiales Lo mencionado anteriormente sirve para calcular si las cargas son colocadas perpendicularmente al plano por lo que debe ser considerado como “Esfuerzo normal”.

Para un punto dado… Para obtener el esfuerzo en un punto dado se requiere tomar un pequeño diferencial de área y la fuerza aplicada al mismo, haciéndolo tender a 0.

Satisfaciendo el equilibrio Si se considera que el objeto esta en equilibrio entonces :

Para cargas no perpendiculares Cuando las fuerzas no se encuentran perpendiculares al plano normal, se debe cortar el elemento en secciones y analizar el estrés de cada sección: A este esfuerzo se le conoce como esfuerzo cortante promedio de la sección. Es importante que en el esfuerzo cortante las fuerzas no pueden considerarse uniformes. Este tipo de esfuerzo es común en pernos y tornillos en las uniones entre elementos.

Esfuerzo en el soporte Los soportes en los que encajan los tornillos y pernos también sufren de esfuerzo. Debido a la complejidad de la distribución de fuerzas en la cavidad, se toma el área rectangular reflejada en la cavidad, obteniendo de esta forma:

En la aplicación Para la resolución de problemas de mecánica de materiales, al igual que en el resto de la ingeniería, es de suma importancia el utilizar dibujos y diagramas para entender el problema. Es importante justificar los procedimientos en los fundamentos de la estática, los datos del problema y los fundamentos de la mecánica de materiales, NO suponer cosas. Realizar diagramas de cuerpo libre, incluyendo fuerzas y reacciones es fundamental.