Republica Bolivariana De Venezuela

Ministerio Del Poder Popular Para La Educacin UniversitariaUniversidad Politcnica Territorial Del Estado Mrida Kleber Ramrezrea De Minera PNF GeocienciasEjido, Estado Mrida

U.C: Resistencia de Materiales

Profesora: ING. Marjorie Uzctegui Alumnos: T.s.u Rosa M. Flores T.s.u Armas Julio Csar

T.s.u Gonzalo Rojas ZerpaT.s.u Gabriela ParedesTrayecto: T3-T1

Seccin:BMrida, Septiembre 2014INDICE GENERALPAG.Portada

ndice.2

Introduccin..3

Resea histrica..4Principales representantes....5Definicin de Trminos bsicos..6, 7,8Aplicacin de la resistencia de los materiales en la Geociencias..9

Cierre..10,11Referencia......12

Anexos.13, 14, 15, 16,17INDICE DE CUADROSPAG.

Cuadro N1 Esfuerzo: se define como la carga por unidad de rea...13

INDICE DE FIGURAPAG

Figura N 1: Comprensin..14Figura N 2: Tensin.....14Figura N 3: Esfuerzo cortante....15Figura N 4: Esfuerzo flector15Figura N 5: Esfuerzo torsor.....15Figura N 6: Pandeo......15Figura N 7: izquierda rocas sedimentadas sin sometimiento a esfuerzos, derecha rocas sometidas a esfuerzos de compresin..16Figura N 8: Ejemplo de deformacin de una cuenca sedimentaria y la consiguiente formacin de una cadena montaosa...16Figura N 9: Estructura sometida a tensin....................................................17Figura N10: Imgenes de pliegues del fondo marino obtenidas a travs de un registro de imgenes usadas en pozos petroleros..17INTRODUCCION

Desde que los seres humanos experimentaron, tallar las rocas y ver que materiales lograban servirle y sacar provecho, comenz a cambiar su manera de vivir y vino una revolucin en su mente y su mundo, creando e innovando, partiendo del principio de ensayo y error, fue as que aprendi a usar los elementos que encontr a su alrededor, de esta manera, se hace casi imposible desarrollar correctamente el diseo de estructuras o de maquinas sin un profundo dominio de la mecnica del cuerpo rgido y de la resistencia de materiales, la cual es el mtodo que estudia las demandas internas y las deformaciones que se producen en el cuerpo sometido a cargas exteriores, dnde se establece que lo esencial son las propiedades de los cuerpos deformables, que tiene como finalidad elaborar mtodos simples de clculo, aceptables desde el punto de vista prctico, de los elementos tpicos ms frecuentes de las estructuras, utilizando para ello diversos procedimientos. A su vez la necesidad de obtener resultados concretos al resolver los problemas prcticos nos obliga a recurrir a hiptesis que pueden ser justificadas comparando los resultados de clculo con los ensayos, o los obtenidos aplicando teoras ms exactas, las cuales son ms complicadas y por ende usualmente poco expeditivas. Este trabajo de investigacin grupal, tendr como finalidad conocer la resea histrica, principales representantes, definicin de trminos bsicos, de la resistencia de materiales, como son: esfuerzo simple, deformacin, torsin, fuerzas y momentos entre otras y que aplicacin tiene la resistencia de los materiales en la Geociencias, Por lo tanto la resistencia de materiales es visto, como un proceso de anlisis y diseo, que en cada situacin llevar a la definicin del tipo de material, de la forma y de las dimensiones que harn que las estructuras sean seguras y funcionales. CONTENIDO

a. Resea Histrica El comienzo para la Ingeniera estructural puede fijarse en el ao 500 a.C. cuando los griegos empezaron a utilizar piedra para construir estructuras cuyas columnas soportaban vigas horizontales (el templo de Hera, el tnel de Eupalinos y la escollera del actual puerto de Pitagorion son las tres grandes obras de su ingeniera). A la vez que la experiencia y las reglas empricas iban conformando el conocimiento, Aristteles y Arqumedes establecan los principios de la Esttica, d algn modo la ingeniera estructural ha estado ligada a la historia, pero slo fue hasta mediado del siglo XVII, que se intentaron aplicar los conocimientos de mecnica, especficamente, en el anlisis, dise de estructuras y maquinas. La resistencia de materiales evolucion como el resto de ramas de la ciencia, avanz a medida que el pensamiento cientfico y las herramientas tericas y tcnicas evolucionaban, el transcurrir del tiempo se ha encargado de efectuar entre ellas una seleccin natural, donde se fue desarrollando rpidamente, gracias al trabajo de los ingenieros, matemticos y fsicos de siglo pasado al mismo tiempo que la teora de la elasticidad, en la actualidad los estudios van ms particularmente orientados al estudio de las propiedades de las aleaciones ligeras y de los plsticos, al papel de las pequeas deformaciones permanentes a la influencia de temperaturas muy bajas o muy altas y a los esfuerzos repetidos,ensaya la capacidad mecnica doble de los materiales frente a tensiones y frente a deformaciones, as como la forma y dimensiones que deben tener los elementos resistentes para soportar unas determinadas cargas .b. Principales Representantes Galileo siglo XVI: resolvi ciertos problemas de igual resistencia y efectu los primeros ensayos conocidos de traccin y de flexin. R. Hooke (1670): enuncia por primera vez la ley que expresa la proporcionalidad de fuerza y deformacin:UT pondus, sic Tensio. Parent (1773): despus Coulomb, proporcionaron una teora correcta de la flexin simple, mediante la aplicacin de las ecuaciones de equilibrio a una regin aislada de la viga.

A.L Cauchy (1789-1857): el llamado padre de la mecnica de slidos establece las ecuaciones que gobiernan el movimiento y deformacin de los slidos (en el caso ms sencillo: elstico, lineal, homogneo). Navier (1785-1836): contemporneo de Cauchi, tambin enuncia unas ecuaciones, para describir la deformacin de los cuerpos, basadas en sistemas de partculas. A.E.H.Love (1863-1940): adems de contribuciones personales, escribe los dos tomos del Tratado sobre la teora matemtica de la elasticidad, que resumen todo lo que se conoca sobre elasticidad. Saint-Venant (1797-1886): empieza a estudiar la formulacin de ecuaciones de la elasticidad cuando las deformaciones no son infinitesimales. R.S Rivlin: enuncia de forma completa por primera vez las ecuaciones de los cuerpos deformables con deformaciones finitas.

En 1773 Parent: despus Coulomb, proporcionaron una teora correcta de la flexin simple, mediante la aplicacin de las ecuaciones de equilibrio a una regin aislada de la viga.

c. Definicin de trminos Bsicos La resistencia de los materiales estudia y establece las relaciones entre las cargas exteriores aplicadas y sus efectos en el interior de los slidos, adems supone que los slidos son idealmente indeformables.Hay tres estados bsicos de esfuerzos estructural: compresin, de tensin y cortante.

Esfuerzo: se define como la carga por unidad de rea. Ver cuadro N 1/anexoEsfuerzo axial: Es el esfuerzo producido por una carga axial, siendo la carga axial aquella que acta a lo largo del eje longitudinal de un cuerpo, de dividen en dos tipos de compresin y tensin.

Compresin: La estructura est sometida a un esfuerzo de compresin, como si tirramos hacia dentro, como para empequeecerla.

Ver figura N 1/anexo

Tensin: Son fuerzas axiales que tratan de alargar la dimensin de un cuerpo.Ver figura N2/anexoEsfuerzo cortante: Es el esfuerzo producido por una carga paralela a la seccin de estudio, su efecto es de trasladar una seccin con respecto a otra. Ver figura N3/anexoEsfuerzo flector: Es el esfuerzo producido por momentos flectores y su efecto es el de doblar la seccin y el eje longitudinal del miembro. Ver figura N 4/anexoEsfuerzo torsor: La estructura se somete a una fuerza detorsin,es decir, fuerzas que tienden a girar el cuerpo, como en una goma, cuando la giramos de un extremo hacia atrs, y de otro, hacia adelante.Ver figura N 5/anexoPandeo: El pandeo consiste en hacer un esfuerzo de compresin en un cuerpo, y que este se doble, en vez de mantenerse. Ver Figura N 6 / anexoAccin del viento: Es una carga externa que acta perpendicular a la superficie del elemento estructural y que est en funcin de la presin dinmica del viento y del coeficiente elico. Esta carga puede ser de presin o de succin

Clculo matricial: Es la solucin de un sistema de ecuaciones simultneas en las que las incgnitas son los movimientos en los nudos. Estas ecuaciones establecen la relacin existente entre las fuerzas (momentos) que actan en los extremos de la barra y los movimientos (desplazamientos y giros) que se producen en los mismos Carga: Son fuerzas externas e internas que actan sobre la estructura. Las cargas externas son carga gravitatoria, cargas de uso, viento y nieve. Y las internas el peso propio.

Comportamiento elstico: Significa que la deformacin es proporcional al esfuerzo aplicado al material o componente estructural, y que ste volver a su estado original una vez que la fuerza aplicada se retire.

Comportamiento plstico: Significa que la deformacin se produce bajo un esfuerzo relativamente constante, y que el elemento no volver a su estado original permaneciendo deformado una vez que la fuerza aplicada se retire.

Deflexin: Es la distancia de separacin de puntos de un elemento estructural al aplicarle una fuerza externa, a partir de sus posiciones originales sin cargas.

Densidad: Es la relacin entre el peso y el volumen. Se expresa en g/cm3

Lmite elstico: Es la mxima tensin que se puede alcanzar sin que se produzcan deformaciones permanentes.

Lmite de rotura: Es la mxima tensin que se puede alcanzar sin que se produzca la rotura del material.

Momento flector: Es una solicitacin de la seccin cuando est sometida a esfuerzos de flexin.

Mdulo de elasticidad: Es la relacin entre el esfuerzo de tensin y la deformacin del material o componente estructural producida en la direccin del esfuerzo. Mide la rigidez del material

Peso: Resultante de todas las acciones de la gravedad sobre las molculas de un cuerpo, en virtud de la cual est ejerce presin sobre la superficie en que se apoya. Se expresa la unidad de grs o Kg.

Reacciones: Son un conjunto de fuerzas verticales que responden a las cargas verticales que actan sobre la estructura. Cuando la sumatorias de las acciones verticales son iguales a las sumatorias de las reacciones verticales de los apoyos, entonces la estructura est en equilibrio.d. Aplicacin de la de la resistencia de los materiales en la Geociencias La Resistencia de Materiales y la aplicacin en las geociencias, se ocupa del clculo de los esfuerzos y deformaciones que se producirn en la estructura o diseo de una mina subterrnea o una mina a cielo abierto, debiendo garantizar el ingeniero en Geociencias, que las deformaciones estn dentro de unos lmites permisibles y obviamente que no se produzcan roturas, los esfuerzos resistentes del material deben calcularse con el fin de poder compararlos con los esfuerzos actuantes. Estos esfuerzos dependen no solo de las dimensiones del elemento estructural sino de la forma como estn aplicadas las cargas las cuales pueden producir esfuerzos normales o cortantes dependiendo de que las fuerzas o momentos actuantes sean axiales, transversales o combinados, debe por tanto determinarse primero que todo si el elemento en estudio est sometido a fuerzas axiales, transversales (en cuyo caso se producir flexin), momentos torsionales (torsin) o una combinacin de algunos de ellos. Generalmente las simplificaciones geomtricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicacin de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular. Para el diseo mecnico de elementos con geometras complicadas la resistencia de materiales suele ser insuficiente y es necesario usar tcnicas basadas en la teora de la elasticidad o la mecnica de slidos deformables ms generales. Esos problemas planteados en trminos de tensiones y deformaciones pueden entonces ser resueltos de forma muy aproximada con mtodos numricos como el anlisis por elementos finitos.

CIERRE

De esta manera y con el aporte de cada uno de los integrantes de este grupo de trabajo, se logro comprender con mayor facilidad lo referente a la resistencia de los materiales, pues es necesario implementar este anlisis para proporcionar seguridad a las obras ejecutada y a su vez asegurar el buen funcionamiento de los materiales utilizados para la misma, podemos decir que en el clculo de las estructuras como en la previsin de las cargas que actuarn sobre ellas, los ingenieros estn expuestos a incertidumbres de distinto tipo que hacen que deban tomar previsiones que garanticen con una alta probabilidad que no se producirn fallas. Estas previsiones se denominan factores de seguridad, se concluye que la resistencia de materiales es una disciplina que aporta los conocimientos y procedimientos necesarios para llevar a cabo las exigencias de seguridad exigidas en la construccin de tneles, estudio de las propiedades fsico-mecnicas de las rocas que son la base de las actividades como: la minera, la explotacin petrolera entre otras, estableciendo el mejor modelo de explotacin con el fin de obtener el mejor beneficio, definindose la resistencia como un elemento que tiene la capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algn modo. Las aplicaciones que este tema de estudio tiene en la Geociencia son innumerables, es una herramienta bsica en la minera subterrnea, conociendo las propiedades mecnicas y fsicas de la roca, nos sirve como pedestal para la construccin de las vas de acceso, tneles de acceso a la mina, las galeras, socavones, rampas, taludes, determinacin del mtodo de explotacin. La tierra est expuesta a fuerzas de tensin y compresin, a travs de movimientos orognicos y epirognicos que producen plegamientos, fallas o fracturas en las rocas, todo esto incide directamente en la acumulacin y distribucin de los minerales a lo largo de la superficie terrestre. Su campo de aplicacin se extiende e involucra muchas otras disciplinas como la geologa, geomorfologa, sismologa, geofsica. Adems del inters cientfico que tienen los estudios de la deformacin de las rocas para entender los procesos de cmo se formaron las montaas, donde se evala el riesgo de desmoronamientos y la resistencia de las rocas; la evaluacin de la vulnerabilidad ssmica de un rea en cuanto a la actividad de fallas; el diseo de yacimientos mineros; y la solucin de problemas exploratorios en cuencas con produccin de hidrocarburos, estudio de los pliegues en las rocas sedimentarias que son los tipos ms comunes de trampas de hidrocarburos en donde los estratos plegados actan como bvedas que alojan al petrleo y el gas, evitando que migren hacia la superficie y permitiendo que sean recuperados mediante perforaciones. Por lo tanto, la correcta descripcin geomtrica de los pliegues es de vital importancia a la hora de delimitar un yacimiento. En general el campo de aplicacin de la resistencia de los materiales es muy extenso ya que, no podemos decir que esta rama de la ciencia acta en solitario, puesto que siempre est unida a otras ramas de la Geociencia, como la geomorfologa, estratigrafa, se aplica en la prospeccin de minerales e hidrocarburos, exploracin, obtencin de testigos o muestras de rocas para ser llevadas al laboratorio y su posterior anlisis, con el fin de idear el plan adecuado de explotacin, de acuerdo a las condiciones encontradas en un yacimiento. En conjunto y con la adecuada aplicacin de los conocimientos tericos prcticos proporciona al profesional las herramientas necesarias para llevar a feliz trmino la labor encomendada.REFERENCIAS

Feodosiev, V.I. Resistencia de Materiales.

Gere Y Timoshenko; Resistencia de Materiales; Internacional Thomson EditoresOrtiz Berrocal, Luis; Elasticidad; Ed. Mc Graw Hill.

Salazar, T. J. (2007). Resistencia de materiales bsica para estudiantes de ingeniera (Centro de Ediciones Universidad Nacional de Colombia). Colombia.Taringa (2010). Resistencia de Materiales. Obtenido el da: 02 de septiembre de 2014. Desde: http://www.taringa.net/posts/apuntes monografas/5832982/Resistencia-de-Materiales.html.Vzquez Fernndez Resistencia de MaterialesU.Politcnica de MadridANEXOS

Cuadro N 1

Figura N 1: Comprensin

Figura N 2: Tensin

Figura N 3: Esfuerzo cortante

Figura N 4: Esfuerzo flector

Figura N 5: Esfuerzo torsor

Figura N 6: Pandeo

Aplicacin de la de la resistencia de los materiales en la Geociencias

Figura N 7: izquierda rocas sedimentadas sin sometimiento a esfuerzos, derecha rocas sometidas a esfuerzos de compresin.

Figura N 8: Ejemplo de deformacin de una cuenca sedimentaria y la consiguiente formacin de una cadena montaosa.

Figura N 9: Estructura sometida a tensin.

Figura N 10: Imgenes de pliegues del fondo marino obtenidas a travs de un registro de imgenes usadas en pozos petroleros.

COMPRESIN

TENSIN

FLEXIN

17