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BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA INDUSTRIAL RESISTENCIA DE MATERIALES TAREA I: CONCEPTOS BÁSICOS PROFESORA: MTRA. KARINA MARTÍNEZ MORALES ALUMNO: VELÁZQUEZ MARTÍNEZ ALEJANDRO HORARIO: 10:00 a.m. – 11:00 a.m. PERIODO: PRIMAVERA 2018 TAREA I: CONCEPTOS BÁSICOS RESISTENCIA DE MATERIALES Dicho en un sentido estricto, la resistencia de los materiales es una rama de la mecánica que estudia el comportamiento de los sólidos sometidos a cargas exteriores y a su vez es una disciplina de la ingeniería mecánica y la ingeniería industrial encargada de estudiar la mecánica de sólidos deformables, así como los efectos que estos producen sobre los cuerpos, mediante modelos simplificados. FUERZA Definimos fuerza como la capacidad para realizar un trabajo físico o un movimiento, sin embargo, un concepto más completo nos dice que la fuerza es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos, a esto se le conoce como efecto estático, modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles llamado efecto dinámico. En este sentido, la fuerza puede definirse de manera más completa como toda acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo. ESFUERZO Se define como la fuerza por unidad de superficie que soporta o se aplica sobre un cuerpo, es decir es la relación entre la fuerza aplicada y la superficie en la cual se aplica. Una fuerza aplicada a un cuerpo no genera el mismo esfuerzo sobre cada una de las superficies del cuerpo, pues al variar la superficie varia la relación fuerza / superficie, lo que comprende el esfuerzo. De acuerdo a la dirección y sentido de las fuerzas actuantes y la posición del cuerpo en el cual actúan las mismas se pueden definir los siguientes tipos de esfuerzo: TRACCIÓN: El esfuerzo es perpendicular a la sección transversal del cuerpo. Este tipo de esfuerzos tienden a alargar el cuerpo. COMPRESIÓN: El esfuerzo, al igual que en el caso anterior es perpendicular a la sección transversal del cuerpo, pero este esfuerzo tiende a acortar dicho cuerpo. CIZALLADURA O CORTADURA: Cuando sobre el cuerpo actúan fuerzas contrarias, situadas en dos planos contiguos, que tienden a deslizar entre sí, las secciones en que actúan. FLEXIÓN: Cuando sobre el cuerpo actúan fuerzas que tienden a doblar el cuerpo. Esto produce un alargamiento de unas fibras y un acortamiento de otras. Este tipo de esfuerzos se presentan en puentes, vigas de estructuras o bien en perfiles que se curvan en máquinas. DESPLAZAMIENTO El desplazamiento es el vector que define la posición de un punto o partícula en relación a un origen A con respecto a una posición B. El vector se extiende desde el punto de referencia hasta la posición final describiendo una trayectoria. Cuando un medio continuo se deforma, la posición de sus partículas materiales cambia de ubicación en el espacio. Este cambio de posición se representa por el llamado vector desplazamiento. DEFORMACIÓN En resistencia de materiales todos los cuerpos son considerados deformables por ello la deformación se define como el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica. La deformación puede tener lugar según diversos modos y en diversas direcciones, y puede además provocar distorsiones en la forma del cuerpo, en esas condiciones la deformación de un cuerpo se puede caracterizar por un tensor, de esta manera tenemos: Deformación plástica también conocida como deformación irreversible o permanente, en la cual el material no regresa a su norma original después de retirar la carga aplicada sucede porque, en la deformación plástica, el material experimenta cambios termodinámicos irreversibles al adquirir mayor energía potencial elástica. La deformación plástica es lo contrario a la deformación reversible. Deformación elástica, reversible o no permanente, el cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza que le provoca la deformación. En este tipo de deformación, el sólido, al variar su estado tensional y aumentar su energía interna en forma de energía potencial elástica, solo pasa por cambios termodinámicos reversibles. RIGIDEZ Podemos definir la rigidez como la propiedad de un cuerpo, elemento o estructura de oponerse a las deformaciones. También podría definirse como la capacidad de soportar cargas o tensiones sin deformarse o desplazarse excesivamente, concretamente la rigidez es también una medida cualitativa de la resistencia a las deformaciones elásticas producidas por un material, que contempla la capacidad de un elemento estructural para soportar esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones. Tenemos diferentes tipos de Rigidez: Rigidez axial Rigidez flexional Rigidez frente a cortante Rigidez mixta flexión-cortante Rigidez torsional RESISTENCIA Antes de definir la resistencia, debemos aclarar que al hablar de rigidez y resistencia estos no son sinónimos, ya que, la resistencia es el nivel de esfuerzo que puede soportar un material antes de fallar según algún criterio: puede ser cuando aparecen deformaciones permanentes o quizá el máximo esfuerzo antes de la rotura, además la resistencia depende de las propiedades mecánicas de los materiales constitutivos. En la Resistencia lo importante es soportar, aguantar, mientras que en la Rigidez lo importante es el Control de las Deformaciones y/o Desplazamientos. FRAGILIDAD La definición más práctica para referirse a fragilidad es la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad, más propiamente la fragilidad se define como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación, a diferencia de los materiales dúctiles que se rompen tras sufrir acusadas deformaciones plásticas. TENACIDAD Coloquialmente la tenacidad es una medida de la cantidad de energía que un material puede absorber antes de fracturarse. Se dice que mediante ella se valúa la habilidad de un material de soportar un impacto sin fracturarse. Mientras que otros autores señalan a la tenacidad como la energía de deformación total que es capaz de absorber o acumular un material antes de alcanzar la rotura en condiciones de impacto, por acumulación de dislocaciones. Se debe principalmente al grado de cohesión entre moléculas. ESTABILIDAD La estabilidad puede ser entendida como la capacidad de un cuerpo de mantener el equilibrio, es decir de evitar ser desequilibrado. También se ha descripto a la estabilidad como la propiedad de volver a un estado inicial previo a la perturbación. En un sentido de materiales podemos decir que es la capacidad de una estructura bajo las fuerzas que actúan sobre ella de alcanzar un estado de equilibrio mecánico. DUCTIBILIDAD Podríamos definir a la ductibilidad como el contrario de la fragilidad, pero más acertadamente es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales, bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse plásticamente de manera sostenible sin romperse, es aquí donde resalta su importancia en la industrial ya que representan un alto potencial como materiales para los procesos gracias a su fácil deformación. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS González, J. (1998). Tensiones y deformaciones en materiales elásticos. España: Tórculo. Hashemi, J. (2006). Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales. 4a Ed. Mc Graw-Hill Interamericana Editores, S.A de C.V Hibbeler, R.C. (2011). Mecánica de materiales. México: Pearson Educación. Niebel, B. (1980). Ingeniería Industrial: Estudio de tiempos y movimientos. México: Alfaomega. Ortiz, L. (2010). Resistencia de materiales. España: Mc GRAW HILL. Pytel, A. (2010). Mechanics of materials. Cengage Learning.Recuperado el 8 de enero de 2018 de: http://www.tecnologia-industrial.es/Resistencia%20de%20los%20materiales.htm Recuperado el 9 de enero de 2018 de: https://civilgeeks.com/2011/09/27/resistencia-vs-rigidez/ http://www.tecnologia-industrial.es/Resistencia%20de%20los%20materiales.htm https://civilgeeks.com/2011/09/27/resistencia-vs-rigidez/
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