MECANICA DE MATERIALES

Contenido Prefacio XIV Lista de símbolos XIX 1 Introducción. El concepto de esfuerzo 2 1.1 Introducción 4 1.2 Un breve repaso de los métodos de la estática 4 1.3 Esfuerzos en los elementos de una estructura 6 1.4 Análisis y diseño 7 1.5 Cargo axial. Esfuerzo normal 8 1.6 Esfuerzo cortante 9 1.7 Esfuerzo de aplastamiento en conexiones 10 1.8 Aplicación al análisis y diseño de estructuras sencillas 11 1.9 Método para la solución de problemas 13 1.10 Exactitud numérica 13 1.11 Esfuerzos en un piano oblicuo bajo cargo axial 20 1.12 Esfuerzos bajo condiciones generales de cargo. Componentes del esfuerzo 22 1.13 Consideraciones de diseño 24 Repaso y resumen del capítulo 1 33 Esfuerzo y deformación. Cargo axial 42 2.1 Introducción 42 2.2 Deformación normal bajo cargo axial 43 2.3 Diagrama esfuerzo-deformación 44 *2.4 Esfuerzo y deformación verdaderos 48 2.5 Ley de Hooke. Módulo de elasticidad 48 2.6 Comportamiento elástico contra comportamiento plástico de un material 50 2.7 Cargos repetidos. Fatiga 51 2.8 Deformaciones de elementos sometidos a cargo axial 52 2.9 Problemas estáticamente indeterminados 60 2.10 Problemas que involucran cambios de temperatura 64 2.11 Relación de Poisson 72 2.12 Cargo multiaxial. Ley de Hooke generalizada 74 *2.13 Dilatación. Módulo de elasticidad volumétrico 76 2.14 Deformación unitaria cortante 77 2.15 Análisis adicional de las deformaciones bajo cargo axial. Relación entre E, v y G 80 *2.16 Relaciones de esfuerzo-deformación para materiales compuestos reforzados con fibras 81 2.17 Distribución del esfuerzo y de la deformación bajo carga axial. Principio de Saint-Venant 90 2.18 Concentraciones de esfuerzos 91 2.19 Deformaciones plásticas 93 *2.20 Esfuerzos residuales 97 Repaso y resumen del capítulo 2 103 3 Torsion 114 3.1 Introducción 114 3.2 Análisis preliminar de los esfuerzos en un eje 115 3.3 Deformaciones en un eje circular 117 3.4 Esfuerzos en el rango elástico 119 3.5 Angulo de giro en el rango elástico 128 3.6 Ejes estáticamente indeterminados 131 3.7 Diseño de ejes de transmisión 142 3.8 Concentraciones de esfuerzo en ejes circulares 144 *3.9 Deformaciones plásticas en ejes circulares 149 *3.10 Ejes circulares hechos de un material elastoplastico 150 *3.11 Esfuerzos residuales en ejes circulares 154 *3.12 Torsion de elementos no circulares 161 *3.13 Ejes huecos de pared delgada 163 Repaso y resumen del capítulo 3 170 4 Flexión pura 182 4.1 Introducción 182 4.2 Elemento simétrico sometido a flexión pura 184 4.3 Deformaciones en un elemento simétrico sometido a flexión pura 185 4.4 Esfuerzos y deformaciones en el rango elástico 187 4.5 Deformaciones en una sección transversal 191 4.6 Flexión de elementos hechos de varios materiales 198 4.7 Concentración de esfuerzos 201 *4.8 Deformaciones plásticas 209 *4.9 Elementos hechos de material elastoplastico 210 *4.10 Deformaciones plásticas en elementos con un solo piano de simetría 214 *4.11 Esfuerzos residuales 214 4.12 Carga axial excéntrica en un piano de simetría 223 4.13 Flexión asimétrica 231 4.14 Caso general de carga axial excéntrica 235 *4.15 Flexión de elementos curvos 244 Repaso y resumen del capítulo 4 255 5 Análisis y diseño de vigas para flexión 264 5.1 Introducción 264 5.2 Diagramas de cortante y de momento flector 266 5.3 Relaciones entre la carga, el cortante y el momento flector 274 5.4 Diseño de vigas prismáticas a la flexión 283 *5.5 Uso de funciones de singularidad para determinar el cortante y el momento flector en una viga 293 *5.6 Vigas no prismáticas 304 Repaso y resumen del capítulo 5 312 6 Esfuerzos cortantes en vigas y elementos de la pared delgada 320 6.1 introducción 320 6.2 Cortante en la cara horizontal de un elemento de una viga 321 6.3 Determinación de los esfuerzos cortantes en una viga 323 6.4 Esfuerzos cortantes rxy en tipos comunes de vigas 324 *6.5 Análisis adicional sobre la distribución de esfuerzos en una viga rectangular delgada 326 6.6 Corte longitudinal en un elemento de viga con forma arbitraria 333 6.7 Esfuerzos cortantes en elementos de pared delgada 334 *6.8 Deformaciones plásticas 336 *6.9 Carga asimétrica de elementos de pared delgada. Centro del cortante 345 Repaso y resumen del capítulo 6 355 7 Transformaciones de esfuerzos y deformaciones 364 7.1 Introducción 364 7.2 Transformación de esfuerzo piano 366 7.3 Esfuerzos principales. Esfuerzo cortante máximo 367 7.4 Circulo de Mohr para esfuerzo piano 375 7.5 Estado general de esfuerzos 384 7.6 Aplicación del círculo de Mohr al análisis tridimensional de esfuerzos 386 *7.7 Criterios de fluencia para materiales dúctiles bajo esfuerzo piano 388 *7.8 Criterios de fractura para materiales frágiles bajo esfuerzo piano 390 7.9 Esfuerzos en recipientes a presión de pared delgada 397 *7.10 Transformación de deformación plana 404 *7.11 Circulo de Mohr para deformación plana 407 *7.12 Análisis tridimensional de la deformación 409 *7.13 Mediciones de la deformación. Roseta de deformación 412 Repaso y resumen del capítulo 7 418 8 Esfuerzos principales bajo una carga dada 428 *8.1 Introducción 428 *8.2 Esfuerzos principales en una viga 428 *8.3 Diseño de ejes de transmisión 430 *8.4 Esfuerzos bajo cargos combinadas 438 Repaso y resumen del capítulo 8 450 9 Deflexión de vigas 458 9.1 Introducción 458 9.2 Deformación de una viga bajo carga transversal 459 9.3 Ecuación de la curva elástica 461 *9.4 Determinación directa de la curva elástica a partir de la distribución de carga 466 9.5 Vigas estáticamente indeterminadas 467 *9.6 Uso de funciones de singularidad para determinar la pendiente y la deflexión de una viga 477 9.7 Método de superposición 487 9.8 Aplicación de la superposición a vigas estáticamente indeterminadas 488 *9.9 Teoremas de momento de área 497 *9.10 Aplicación a vigas en voladizo y vigas con cargos simétricas 499 *9.11 Diagramas de momento flector por partes 500 *9.12 Aplicación de los teoremas de momento de área a vigas con cargos asimétricas 508 *9.13 Deflexión máxima 510 *9.14 Uso de los teoremas de momento de área con vigas estáticamente indeterminadas 512 Repaso y resumen del capítulo 9 520 10 Columnas 532 10.1 Introducción 532 10.2 Estabilidad de estructuras 532 10.3 Formula de Euler para columnas articuladas 534 10.4 Extensión de la fórmula de Euler para columnas con otras condiciones de extremo 537 *10.5 Carga excéntrica. Formula de la secante 544 10.6 Diseño de columnas bajo una carga céntrica 553 10.7 Diseño de columnas bajo una carga excéntrica 565 Repaso y resumen del capítulo 10 572 11 Métodos de energía 580 11.1 Introducción 580 11.2 Energía de deformación 580 11.3 Densidad de energía de deformación 581 11.4 Energía de deformación elástica para esfuerzos normales 583 11.5 Energía de deformación elástica para esfuerzos cortantes 586 11.6 Energía de deformación para un estado general de esfuerzos 588 11.7 Cargos de impacto 598 11.10 Deflexión bajo una carga única por el método de trabajo-energía 604 11.11 Trabajo y energía bajo varias cargos 613 *11.12 Teorema de Castigliano 614 *11.13 Deflexiones por el teorema de Castigliano 615 *11.14 Estructuras estáticamente indeterminadas 619 Repaso y resumen del capítulo 11 629 Apéndices A-l A Momentos de áreas A-2 B Propiedades típicas de materiales seleccionados usados en ingeniería A-l 1 C Propiedades de perfiles laminados de acero A-15 D Deflexiones y pendientes de vigas A-27 E Fundamentos de la certificación en ingeniería en Estados Unidos A-29 Créditos C-l Respuestas R-l Índice analítico