clase 1-resistencia de materiales-ucv

7/25/2019 Clase 1-Resistencia de Materiales-ucv

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CURSO: RESISTENCIA DE MATERIALES

DOCENTE: Ing. Alex Daz Daz

[email protected]

TEMA: PRINCIPIOS BASICOS DE RESISTENCIA DE LOSMATERIALES

INGENIERA CIVIL

13/02/2016 RESISTENCIA DE MATERIALES-UCV


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En Ingeniera, se requiere el uso de materiales apropiados

para la construccin de obras civiles, edificaciones y

maquinarias.

Sin embargo, se requiere tambin definir un sistema de

unidades de medida con el que se trabajar.

Introduccin



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Existen dos sistemas de unidades principales:

Sistema Mtrico: Aceptado internacionalmente, se conoce

por el nombre Sistema Internacional de unidades, el cual se

abrevia SI.

Sistema Anglosajn: de uso en los EEUU, cuyo nombre es

English Gravitational Unit System (EGU). Lo que significa

unidades gravitacionales inglesas.

Sistemas de Unidades



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Unidades

TABLA N 1. DIMENSIONES BSICAS EN EL SISTEMA SI Y EGU.

MAGNITUDSISTEMA

INTERNACIONAL (SI)SISTEMA ANGLOSAJN

(EGU)

LONGITUD METRO (m) PIE (ft)

TIEMPO SEGUNDO (s) SEGUNDO (s)

FUERZA NEWTON (N) LIBRA (lbf)

MASA KILOGRAMO (kg) SLUG

TEMPERATURA KELVIN (K) F



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Definiciones Bsicas

Se define Esfuerzo o Tensin a la fuerza por unidad de superficie referidaen la que se distribuye la fuerza.

= F/S

Signos (+) Traccin o alargamiento, (-) Compresin.

Unidades Sistema Internacional:

Fuerza: Newton, Superficie: m2, Tensin: Pascal = N/m2, KPa, MPa, GP

Magnitud\Sistema c.g.s. Tcnico S.I.

Momento dyn.cm kp.m N.m

1kg.m = 981.105 1 9,8

Tensin dyn/cm2 kp/m2 N/ m2 =

1kg/cm2

= 98,1.104

104

9,8. 104

P13/02/2016 RESISTENCIA DE MATERIALES-UCV


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De acuerdo a las Leyes de Newton, a toda accin corresponde

una reaccin.

Cuando se aplica una fuerza externa a un cuerpo slido y este

permanece esttico, se produce una reaccin interna que

equilibra la fuerza externa.

La magnitud de la reaccin interna es el esfuerzo y laconsecuencia inmediata de la existencia de un esfuerzo es la

deformacin.

Fuerzas



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Efecto de una Fuerza sobre un Slido



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La magnitud de la reaccin en cada enlace depende de l

magnitud de la fuerza aplicada y de la cantidad de partculas qu

resisten la accin de esa fuerza.

La cantidad de enlaces que soporta tal fuerza esta directament

relacionada con el rea transversal a la direccin en que acta

fuerza.

La magnitud del efecto es directamente proporcional a F

inversamente proporcional a A

A

Ps

Efecto de una Fuerza sobre un Slido


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Se ocupa del estudio de los efectos causados por la accin d

cargas externas que actan sobre un sistema deformable.

Calcula las deformaciones correspondientes y las relaciones qu

existen entre la accin de las cargas externas y las fuerzas interna

inducidas.

En base al anlisis, concluye si una pieza es capaz de resistir u

sistema de cargas propuesto.

Resistencia de Materiales



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Los principales materiales de construccin son:

Acero: Muy utilizado en instalaciones industriales.

Hormign Armado: Hormign con barras de refuerzo de acer

Muy utilizado en la construccin de edificios.

Madera: Se utiliza en instalaciones provisorias y como parde la estructura de viviendas. No tiene un uso masivo en Chile

Materiales de Construccin y Montaje



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El acero es una aleacin de hierro y carbono, donde este ltim

no supera el 2,1% en peso.

Es un metal muy duro y tenaz, pero tambin es dctil, es decir, s

deforma antes de romperse, por lo que es un muy buen material d

construccin.

Existen perfiles normalizados para vigas, columnas, y otro

elementos estructurales.

Su densidad es de alrededor de 7.850 kg/m3.

Acero



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Ejemplo de estructura de acero

Acero



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Hormign Armado

El hormign corresponde a una mezcla de cemento, arena, agu

ridos (piedras) con una dosificacin determinada.

El hormign en masa es un material rgido y duro, que una v

fraguado resiste esfuerzos de compresin considerables.

No obstante, el hormign no tiene buena resistencia a la tracci

por lo que se combina con barras de acero, las que resisten es

esfuerzos.



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Hormign Armado



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Madera

La madera es un material estructural caracterizado por su ligerez

su resistencia y su calidad de recurso renovable.

La madera es un material anisotrpico, es decir, presenta distinta

propiedades en cada direccin.

En la direccin longitudinal a las fibras, su resistencia es much

mayor que en direccin transversal.

Sus desventajas son su poca durabilidad en ambientes agresivos

su baja resistencia al fuego.


M d


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Madera



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a) Estticos; que simulan el comportamiento del material con pequea

velocidades de aplicacin de las cargas:

. Traccin

. Compresin

. Dureza

b) Dinmicos; que modelizan el comportamiento frente a cargas variables

con el tiempo:

. Fatiga

. Resiliencia

Ensayos Mecnicos



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1. Ductilidad: Es la habilidad de un material para deformarse antes de

fracturarse.

Es una caracterstica muy importante en el diseo, puesto que un

material dctil es usualmente muy resistente a cargas por impacto.

Tiene adems la ventaja de avisarcuando va a ocurrir la fractura, al

hacerse visible su gran deformacin.

Algunos Conceptos



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2. Elasticidad: Es la habilidad que tiene un material que ha sido deformad

de alguna manera para regresar a su estado y tamao original, cuand

cesa la accin que ha producido la deformacin.

Cuando el material se deforma permanentemente, de tal manera qu

no pueda regresar a su estado original, se dice que ha pasado su lmi

elstico.

3. Dureza: Mide la resistencia a la penetracin sobre la superficie de u

material, efectuada por un objeto duro.

Algunos Conceptos



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4. Fragilidad: Es lo opuesto de ductilidad.

Un material frgil no tiene resistencia a cargas de impacto y se fractu

an en cargas esttica sin previo aviso.

Tanto la fragilidad como la ductilidad de un material son mediad

arbitrarias, pero puede decirse que un material con un alargamien

mayor de 5% es dctil y menor de 5% es frgil.

Algunos Conceptos



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5. Maleabilidad: Es la propiedad que permite que un material se defor

mediante martilleo, rolado o prensado, sin romperse. La maleabilid

se aumenta normalmente cuando el metal esta caliente.

6. Plasticidad: Es la habilidad de un material para adoptar nuevas form

bajo la presin y retener esa nueva forma.

7. Carga: Las cargas son fuerzas externas que actan sobre las estructu

Los tipos de carga ms habituales son:7.1 Los pesos situados sobre las estructuras.7.2 El peso de la propia estructura.7.3 La presin del agua.7.4 La fuerza del viento.

Algunos Conceptos



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8. Esfuerzo (): Fuerza aplicada a un rea A conocida (kg/cm2).

Algunos Conceptos



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8.1 Esfuerzo de Tensin o Traccin: Los extremos del material son estirado

hacia afuera para alargar al objeto.

8.2 Esfuerzo de Compresin: Los extremos del material son empujados parcontraer al mismo.

Traccin y Compresin

TRACCIN

COMPRESIN



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8.3 Esfuerzo de Corte: Ocurre cuando sobre el cuerpo actan fuerzas que

tienden a cortarlo o desgarrarlo. En este caso, la superficie de corte esperpendicular a la fuerza aplicada.

Corte

CORTE



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8.4 Esfuerzo de Flexin: Ocurre cuando sobre el cuerpo actan fuerzas que

tienden a doblarlo. En este caso, una parte del cuerpo se comprime y lotra se tracciona.

Flexin

FLEXIN



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8.5 Esfuerzo de Torsin: Ocurre cuando sobre el cuerpo actan fuerzas que

tienden a retorcerlo. Un caso es cuando se usa una llave para abrir unpuerta.

Torsin

TORSIN



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Esfuerzos en la Prctica

1) FLEXIN

2) TRACCIN

3) FLEXIN

4) COMPRESIN

5) CORTE



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9. Deformacin Unitaria ():

Consideremos a la barra de seccin constante que soportan una cargaxial P en su extremo.

Bajo la accin de la carga, la barra sufrir u

deformacin que denominaremos con la let

griega (delta)

(psilon): deformacin unitaria

: deformacin total (LFLI)

L : longitud original

Deformaciones



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9. Deformacin (Unitaria) Elstica

Deformacin restaurable, debido a un esfuerzo aplicado. Se present

tan pronto como se aplica la fuerza, permanece mientras se aplica e

esfuerzo y desaparece tan pronto como se retira la fuerza.

10.Deformacin Plstica

Deformacin permanente de un material, cuando se quita el esfuerzo

el material no regresa a su forma original.

Deformaciones


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