Esfuerzos mecánicos y térmicos y ley de Hooke

4. Resistencia de materiales

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4.1

Esfuerzo y deformación debido a cargasexternas: esfuerzos mecánicos y térmicos y ley de Hooke

En general un esfuerzo es el resultado de la división entre una fuerza y el áreaen la que se aplica. Se distinguen dos direcciones para las fuerzas, las que sonnormales al área en la que se aplican y las que son paralelas al área en que seaplican. Si la fuerza aplicada no es normal ni paralela a la superficie, siemprepuede descomponerse en la suma vectorial de otras dos que siempre resultan seruna normal y la otra paralela.Los esfuerzos con dirección normal a la sección, se denotan como

σ

(sigma)y representa un esfuerzo de tracción cuando apunta hacia afuera de la sección,tratando de estirar al elemento analizado. En cambio, representa un esfuerzo decompresión cuando apunta hacia la sección, tratando de aplastar al elemento ana-lizado.El esfuerzo con dirección paralela al área en la que se aplica se denota como

τ

(tau) y representa un esfuerzo de corte. Este esfuerzo, trata de cortar el elementoanalizado, tal como una tijera cuando corta papel, uno de sus filos mueven el papelhacia un lado mientras el otro filo lo mueve en dirección contraria resultando enel desgarro del papel a lo largo de una línea.Las unidades de los esfuerzos son las mismas que para la presión, fuerza divi-dida por área, se utilizan con frecuencia : MPa, psia, kpsia, kg/mm

2

, kg/cm

2

.Así, los principales esfuerzos mecánicos se pueden enlistar como sigue:Tracción: esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dosfuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo, aumentando sulongitud y disminuyendo su sección.Compresión: esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación dedos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a comprimirlo, dismi-nuyendo su longitud y aumentando su sección.Flexión: esfuerzo que tiende a doblar el objeto. Las fuerzas que actúan sonparalelas a las superficies que sostienen el objeto. Siempre que existe flexióntambién hay esfuerzo de tracción y de compresión.Cortadura: esfuerzo que tiende a cortar el objeto por la aplicación de dosfuerzas en sentidos contrarios y no alineadas. Se encuentra en uniones como:tornillos, remaches y soldadura

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