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2. Mecánica de Materiales I Esfuerzo de contacto
Otro factor importante a considerar en el diseño de cuerpos sólidos, es la fuerza por unidad de
área que se produce cuando dos cuerpos están interactuando entre sí mediante contacto
directo. A esta fuerza por unidad de área se le denomina presión de contacto, pero también es
conocida como esfuerzo de aplastamiento, esfuerzos de apoyo o esfuerzo de empuje, y se
representa por 𝜎𝑝.
Sí consideramos que la resultante de la fuerza generada entre los dos cuerpos pasa por
cancroide del área de contacto, la presión de contacto se calcula con la siguiente fórmula:
𝜎𝑝 =
𝐹
𝐴𝑐
donde: 𝐴𝑐 = área de contacto.
El área de contacto es la zona donde están interactuando los dos cuerpos.
𝜎𝑝

3. Mecánica de Materiales I Esfuerzo de contacto
Aunque hay analogía en la forma de calcular el esfuerzo y la presión de contacto, no hay que
perder de vista que el esfuerzo se produce en el interior del cuerpo bajo la acción de las cargas
exteriores y la presión de contacto en la superficie de contacto entre los dos cuerpos. Así, una
excesiva presión de contacto no lleva a la falla del material, pero puede conducir a la fluencia de
este produciendo aplastamiento o deformación excesiva, que pueden producir falla en el material.
𝐴𝑐

4. Mecánica de Materiales I Problemas sobre presión de contacto
1. La junta que se muestra en la figura está sujeta mediante tres tornillos de 2 cm de diámetro,
determinar el máximo valor que puede tomar la carga F si: (a) para la placa 𝜎𝑑 =
1428 𝑘𝑔
𝑐𝑚2 y 𝜎𝑝 = 1122 𝑘𝑔
𝑐𝑚2, (b) para el tornillo 𝜏𝑑 = 612 𝑘𝑔
𝑐𝑚2.
Placa
Tornillos
Determinación del valor máximo de F:
(a) Por esfuerzo axial
1428 =
𝐹
(13)(2.5)
→ 𝐹 = 46,410 𝑘𝑔
(b) Por esfuerzo cortante
612 =
𝐹
3 𝜋
→ 𝐹 = 5,767.96 𝑘𝑔

5. Mecánica de Materiales I Problemas sobre presión de contacto
(c) Por presión de contacto.
𝐴𝑐 para un tornillo
𝐴𝑐 = 2 2.5 = 5 𝑐𝑚2
1122 =
𝐹
3 X 5
→ 𝐹 = 16830 𝑘𝑔
Nota. En tornillos y remaches la presión
de contacto no es uniforme; varía
desde cero en los puntos donde
desaparece el contacto hasta un valor
máximo en el centro del área de
contacto. Para salvar esta dificultad se
suele suponer que la presión de
contacto se distribuye uniformemente
sobre un área más pequeña, la cual se
calcula como la proyección de la
superficie de contacto sobre un plano
diametral del barreno, perpendicular a
la dirección de la fuerza.
Finalmente.
El valor máximo que puede tomar F es de 5,769.96 kg

6. Mecánica de Materiales I Problemas sobre presión de contacto
En la figura se muestra el diagrama de la conexión de una viga y una trabe. Para la conexión se
utilizaron dos ángulos de (100 x 90 x 10) y tornillos de 19 mm de diámetro. Determinar el valor
máximo de la resultante de las fuerzas de reacción en esta conexión.
Emplear para los cálculos:
(a) Para los tornillos que conectan a los ángulos con la trabe (ocho)
𝜏𝑑 = 714 𝑘𝑔
𝑐𝑚2 y 𝜎𝑝 = 1428 𝑘𝑔
𝑐𝑚2.
(b) Para los tornillos que conectan a los ángulos con la viga (cuatro)
𝜏𝑑 = 816 𝑘𝑔
𝑐𝑚2 y 𝜎𝑝= 1734 𝑘𝑔
𝑐𝑚2

7. Mecánica de Materiales I Problemas sobre presión de contacto
Unión trabe‒ángulos
Fuerza por cortante
714 =
𝑉
8
𝜋 1.92
4
→ 𝑉 = 16,195.16 𝑘𝑔
Fuerza por presión de contacto
La magnitud de esta fuerza depende de la que puede soportar el elemento de menor espesor,
que en este caso es el angular
1420 =
𝑉
8 1.9 × 1
→ 𝑉 = 21,584 𝑘𝑔
TAREA. Concluir la solución de este problema. Vmax = 14,989.83 kg Unión viga-ángulos