TORSION

CAPÍTULO 2

COCEPTOS DE RESISTECIA DE

MATERIALES

2.1 ITRODUCCIÓ

En este capítulo se presenta una revisión de los aspectos más pertinentes para el curso de Diseño I de la

teoría de resistencia de materiales. Se estudia el concepto de esfuerzo, esfuerzos normal y cortante,

estado de esfuerzo de un punto, carga axial, flexión, torsión, cortante directo, esfuerzo de apoyo, desgarro

y esfuerzos cortantes en vigas. Sin embargo, otros temas de resistencia de materiales tales como estado

de esfuerzo plano, estado triaxial de esfuerzo, esfuerzos principales y círculos de Mohr se repasarán en el

capítulo 2. Es recomendable que el estudiante entienda muy bien estos temas, ya que una comprensión

inadecuada de éstos afectará el entendimiento de los temas subsecuentes.

2.2 ESFUERZO

Para recordar el concepto de esfuerzo considere el cuerpo de la figura 2.1.a, el cual está sometido a n

fuerzas F1, F2, F3, etc. Al hacer el corte mostrado en la figura 2.1.b y aislar la parte izquierda, se obtiene

el diagrama de cuerpo libre mostrado en la misma figura, en el que aparece una fuerza interna F en la

sección de corte1. En general, esta fuerza tendrá una componente tangencial al plano, Ft, y una

componente normal, Fn, tal como se muestra en la figura 2.1.c.

Figura 2.1 Fuerzas normales y cortantes en una sección de un elemento sometido a fuerzas externas

1 La fuerza interna estará ubicada en algún punto de la sección (o incluso fuera de ésta). Dicha fuerza puede llevarse al centroide

de la sección de corte, con lo cual podrían aparecer momentos internos. Cuando F = 0, es necesario incluir un momento interno,

M, en la sección de corte (a menos que M = 0).

F1

F2

F3

F4

F

F5

F5

F1

F2

F3

F4 F6

F7

F5

F8

(a) Cuerpo sometido a

fuerzas externas

(b) Diagrama de cuerpo libre de una parte

del cuerpo. Aparece una fuerza interna F

F1

F2

F3

F4

Fn

Ft

F5

(c) F es la suma de las

componentes Ft y Fn

2 CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE DISEÑO DE MÁQUINAS

Si consideramos la sección de corte como la unión de un número finito de áreas, tal como se muestra en

las figuras 2.1.d y 2.1.e, cualquier área
A soportará una fuerza tangencial,
Ft (figura 2.1.d), y una

normal,
Fn (figura 2.1.e). La suma vectorial de todas estas fuerzas es igual a la fuerza interna F, y, en

general, estas fuerzas no se distribuyen uniformemente sobre el área de corte.

Figura 2.1 (cont.) Fuerzas normales y cortantes en una sección de un elemento sometido a fuerzas externas

El objetivo de dividir las componentes

...