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LA ESTÁTICA

Joan Urbano Spanish

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LA ESTÁTICA

La estática es una rama de la mecánica que estudia el equilibrio de fuerzas sobre un cuerpo en reposo.
- Esfuerzo y deformación unitaria- Carga axial
  - Deformación normal unitaria bajo carga axial
    - En el punto Q se define como:
  - Diagrama esfuerzo-deformación unitaria
    - Para obtener el diagrama de esfuerzo-deformación de un material, se lleva a cabo un ensayo de tensión sobre una probeta del material
      - Esfuerzo ingeril
      - Deformación unitaria de Ingeniería
  - Esfuerzo y deformación unitaria verdaderos
  - Ley de Hooke; módulo de elasticidad
    - La mayoría de estructuras se diseñan para sufrir deformaciones relativamente pequeñas
      - Éstas involucran solo la parte recta del diagrama de esfuerzo-deformación correspondiente
  - Comportamiento elástico contra comportamiento plástico de un material
    - Un material se comporta elásticamente si las deformaciones causadas en una probeta desaparecen cuando se retiran las cargas aplicadas
  - Deformaciones de elementos bajo carga axial
  - Cargas repetidas y fatigas
    - Cuando las cargas se repiten miles o millones de veces, ocurrirá una fractura aún cuando el esfuerzo sea mucho más bajo que la fractura
- Concepto de esfuerzos
  - Es la fuerza que hace un elemento de la estructura para no ser deformado por las cargas
    - Esfuerzos en los elementos de una superficie
      - Esfuerzo axial
        Es una fuerza que actúa directamente sobre el centro axial de un objeto en la dirección del eje longitudinal
        Puede ser d
        Tensión
        Comprensión
        Las unidades asociadas son las siguientes:
        Newton (N)
        Libra fuerza (lb-f)
        Kilogramo-fuerza (kg-f)
        Cuándo una fuerza axial actúa lo largo del eje longitudinal y este eje pasa por el centro geométrico del objeto, será además una fuerza axial concéntric
        En caso contrario será un fuerza axial excéntrica.
        ¿Cómo se calcula?
        Hacer el diagrama de fuerza sobre cada elemento
        Aplicar las ecuaciones que garanticen el equilibrio traslacional
        Considerar la ecuación de los torques de modo que se cumpla el eq
        Calcular las fuerzas en cada uno de los elementos
      - Esfuerzo cortante
        Es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones paralelas a la sección transversal de un prisma mecánico
        Se encuentran en pernos, pasadores y remaches utilizados para conectar elementos
        Su unidad de medida es N / m2 o Pa
        La torsión es una variación del corte puro en el que se tuerce un miembro estructural
        Las fuerzas de torsión producen un movimiento de rotación alrededor del eje longitudinal de un extremo del miembro con respecto al otro extremo
        Su importancia está relacionada con el movimiento descendente de los materiales terrestres
      - Esfuerzo de apoyo en conexiones
        Cociente entre la carga de una superficie de apoyo y su área
        Su magnitud puede determinarse como:
        Las cargas deben aplicarse a través del centroide de la sección transversal para que la fórmula sea válida.
        Las fuerzas de apoyo ocurren en superficies curvas, tales como: entre
        El perno
        La placa
        El área proyectada es igual al diámetro del perno multiplicado por el espesor de la placa
    - Esfuerzos bajo condiciones generales de carga. Componentes del esfuerzo
      - Consideraciones del esfuerzo cortante
      - Consideraciones del diseño
        Los esfuerzos permiten diseñar estructuras que puedan desempeñar una tarea de forma segura y económica
        Por tanto, se considera:
        La resistencia última de un material
        Se determina realizando ensayos específicos sobre muestras preparadas del material
        El más común consiste en en el torcimiento de un tubo circular
      - Carga y esfuerzo permisibles: Factor de seguridad
        La carga más pequeña de una estructura se conoce como la carga permisible
        El remanente de la capacidad portadora de mantiene en reserva
        Una definición de alterna del factor de seguridad se basa en el uso de esfuerzos
      - Factor de seguridad en el diseño
        Consideraciones:
        Variaciones en las propiedades del elemento
        Número de cargas que pueden expresarse
        El tipo de cargas que se han planeado
        El tipo de falla
        La incertidumbre debido a los métodos de falla
        El deterioro
        Refuerzos y elementos secuendarios
      - Diseño por carga y factor de resistencia
        Permite distinguir las incertidumbres asociadas a:
        la Estructura
        La carga
        Carga viva
        Carga muerta
        Un diseño es aceptable, si satisface la siguiente desigualdad
- Estabilidad de estructuras
  - Fórmula de Euler para columnas con otras condiciones en los extremos
  - Fórmula de Euler para columnas articuladas en los extremos