Esfuerzo Normal, Torsion y Compresion

• Análisis de Esfuerzo Normal, Torsión y Compresión

• Fundamentos de Resistencia de Materiales

• Estudiante: Jaime Andres Uribe Polentino

• Universidad: Universidad De Pamplona

• Fecha: 09/06/2025

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Objetivos:

• Comprender el concepto de esfuerzo normal y su relación con la carga axial.

• Analizar la torsión en elementos circulares.

• Estudiar la compresión en estructuras y su posible inestabilidad.

• Aplicar fórmulas fundamentales para resolver problemas prácticos.

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¿Qué es el esfuerzo?

• Definición: Esfuerzo = Fuerza / Área

• Unidades: Pascal (Pa) o N/m²

• Tipos: normal, cortante, torsional

• Importancia: Determina el comportamiento del material ante cargas externas.

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Esfuerzo Normal

• Actúa perpendicular a la sección transversal

• Aparece en tracción o compresión axial

• Fórmula: σ = F / A

• Ejemplo práctico: Tensores, cables, barras tirantes.

Diagrama de Esfuerzo-Deformación

• Relación lineal (Ley de Hooke) hasta el límite elástico

• Punto de fluencia y ruptura

• Importancia para el diseño estructural

• Introducción al módulo de elasticidad (E)

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Torsión – Introducción

• Aplicación de un par de fuerzas en sentido opuesto

• Produce un esfuerzo cortante

• Común en ejes, árboles de transmisión, herramientas

• La sección más común: circular

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Fórmulas Clave en Torsión

• τ = T*r / J (Esfuerzo cortante)

• φ = TL / (JG) (Ángulo de torsión)

• Donde:

  • T = torque aplicado

  • r = radio

  • J = momento polar de inercia

  • G = módulo de rigidez

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Ejemplo de Torsión

• Eje de 20 mm de diámetro soporta 150 Nm

• Cálculo del esfuerzo cortante máximo

• Aplicación del criterio de diseño seguro

• Uso de tablas para propiedades geométricas

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Compresión Axial

• Cargas aplicadas en sentido de acortamiento

• Aparece en columnas, pilotes, pistones

• Fórmula similar a la tracción: σ = F / A

• Riesgo de pandeo en elementos delgados

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Pandeo Crítico (Euler)

• Fórmula de Euler: P_cr = π²EI / (K*L)²

• Influencia del tipo de apoyo

• Clasificación de columnas: esbeltas, intermedias, cortas

• Consideraciones de seguridad estructural

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Comparación y Aplicaciones

Tipo de Esfuerzo	Aplicación	Fórmula Básica	Riesgo Principal
Normal (tracción)	Tensores	σ = F/A	Ruptura
Torsión	Ejes	τ = T*r/J	Fatiga
Compresión	Columnas	σ = F/A	Pandeo

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Cierre y Preguntas

• Resumen de los conceptos tratados

• Importancia en el diseño y análisis mecánico

• ¿Dudas o ejemplos que quieran compartir?

• Próxima clase: Flexión en vigas