CAPITULO I :

• GENERALIDADES

Y

DEFINICIONES.

Propiedades Mecánicas de los Materiales

Propiedades Mecánicas• Son las propiedades físicas que

están ligadas a la acción de las cargas que actúan sobre el material. Fenómeno que no sucede con otras propiedades físicas como el peso específico, contenido de humedad, porosidad.

PropiedadesMecánicas

• Resistencia

• Rigidez

• Ductilidad

• Maleabilidad

• Fragilidad

• Relación de Poisson

• Dureza

• Maquinabilidad

• Hendibilidad (Clivaje)

• Resiliencia

• Tenacidad

• Resistencia a la Fatiga

Se pueden trefilar

Se pueden laminar

Resistencia a la penetración

Capacidad de soportar

carga

Oposición de los cuerpos a deformarse

Propiedad de estirarse (caucho y

goma)

Propiedad de aplastarse (acero)

Prop. que poco antes de romperse se deforman poco

(ho., hierro) Relación entre las variaciones de

longitud

Cuerpos fácilmente labrables (madera)

Resistencia a la separación en sentido de

los anillos anuales de crecimiento, bajo la tracción en dirección perpendicular a los

anillos

Energía absorvida hasta llegar al punto que pierde

elasticidad

Resistencia a fuerzas dinámicas

Energía absorvida hasta

llegar a la ruptura

Definiciones Básicas

Se define Esfuerzo o Tensión a la fuerza por unidad de superficie referida en la que se distribuye la fuerza.

= F/S

Signos (+) Tracción o alargamiento, (-) Compresión.

Unidades Sistema Internacional:Fuerza: Newton, Superficie: m2 , Tensión: Pascal = N/m2 , KPa, MPa, GPa

Magnitud\Sistema c.g.s. Técnico S.I.

Momento dyn.cm kp.m N.m1kg.m = 981.105 1 9,8

Tensión dyn/cm2 kp/m2 N/ m2 = P1kg/cm2 = 98,1.104 104 9,8. 104 P

1.2 .- Introducción a la elasticidad.

• Sólido Rígido . Sólido elástico

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.

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

Sólido Rígido <==> Sólido Deformable

En Física permanece estable

Los Vectores se consideran deslizantes.

Sólido Rígido <==> Sólido Deformable

En Elasticidad permanece estable pero se deforma

Los Vectores se consideran fijos:

Dependen del punto de aplicación

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

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

Relaciones de Magnitudes físicas reales

Deformaciones ,

Alargamientos unitarios ,

Acciones (F, M)

Tensiones ,

Características del Sólido Elástico

•

Homogéneo

• Continuo

• Isótropo

Modelos

1.3 Equilibrio Estático - Equilibrio Elástico

Equilibrio estático: F = 0

Fx = 0

Fy = 0

Fz = 0

M = 0 Mx = 0

My = 0

Mz = 0

Equilibrio Elástico: F = 0 M = 0

+Equilibrio Interno:

Cada una de las secciones sea capaz de soportar los esfuerzos internos

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.

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

x

z

y

1.5.- Solicitaciones en un sistema equilibrado.

F

P1 P2

Fz

FxMx

My Mz

Fy

1.6.- Componentes Intrínsecas de la Tensión.

dS

dFNx

z

y

dFt dF

=dF

dS

n = dFN

dS

=dFt

dS

1.6.- Componentes Intrínsecas de la Tensión.

= n2 + 2=> = n +

Tensión Cortante =dFt

dS

dF = dFn + dFt

=dF

dSTensión : Fuerza / Superficie

Tensión Normal n = dFN

dS

5000

4000

3000

2400

2000

1500

1000

500

Tg. E

E .

= Ley de Hooke

Resistencia

máxima

Carga de

ruptura

Materiales Dúctiles

Límite de elasticida

d

Límite de proporcionalid

ad

Límite de fluencia

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