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Mecnica de la destruccin www.librosmaravillosos.com Vladimir Zalmanovich Parton
Gentileza de Rafael Jos Rodrguez 1 Preparado por Patricio Barros
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ndice
Prefacio
Capitulo 1. Resistencia mecnica y destruccin
Capitulo 2. Mecnica del slido deformable
Capitulo 3. Fundamentos de la mecnica de la destruccin
Capitulo 4. Tareas especiales y algunas aplicaciones de la mecnica de la
destruccin
Capitulo 5. Algunas aplicaciones de la mecnica de la destruccin
Bibliografa
Mecnica de la destruccin www.librosmaravillosos.com Vladimir Zalmanovich Parton
Gentileza de Rafael Jos Rodrguez 3 Preparado por Patricio Barros
Prefacio
Al elegir la mecnica de la destruccin como tema para escribir el presente libro, me
imagin ante todo dos montaas. La montaa a la izquierda es el problema de la
destruccin puramente acadmico que se precipita bruscamente hacia arriba. La
montaa que se levanta a la derecha es la demanda que exige la prctica en
garanti-zar la seguridad y la fiabilidad. Entre las rocas se encuentra el sendero que
cursa por un valle profundo y largo y conduce hacia arriba. Deseara en este libro
paso a paso recorrer dicho sendero que nos conduce a la cresta para ver lo que se
halla a la derecha y a la izquierda simultneamente, y en una forma accesible
relatar sobre el revs histrico del mencionado camino, sobre los problemas que
surgen aqu y los medios de solucionarlos. Adems quisiera transmitir a nuestro
lector ese entusiasmo y animacin en nuestras investigaciones cientficas que
permitieron en un plazo muy corto crear una nueva ciencia sobre la resistencia, es
decir, la mecnica de la destruccin. La destruccin de por s misma es un
fenmeno muy complicado de la naturaleza, inherente, prcticamente a todos los
pro-cesos que transcurren en la Tierra y conocido desde el momento que apareci el
homo sapiens. La destruccin infunda a las perso-nas tanto alegra (extraccin de
las in-clusiones valiosas al destruirse las rocas, facilidad de la destruccin al cortar
los metales, etc.), como sufrimiento y amargura, relacionados con colosales
prdidas materiales y muertes de hombres (catstrofes en el aire, en la tierra y en
el agua). La propiedad del hombre de percibir por supuesto lo bueno y no olvidar lo
malo condujo a que en lo principal la destruccin se considera como categora
totalmente no esttica y los principales esfuerzos se dirigen a luchar contra ella. Las
prdidas continuas de las destrucciones son enormes. Uno de los laboratorios del
Instituto de Batel (ciudad de Columbus, estado Ohio) realiz una investigacin para
determinar los gastos sumarios en la economa de EE.UU. relacionados con la
indemniza-cin de las destrucciones no preconcebidas, as como con las medidas
dirigidas a prevenir las destrucciones. Toda la suma de los gastos fue dividida en
tres partes:
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1. las prdidas, ligadas con la introduccin insu-ficiente de los mtodos
modernos de clculo, control y de la tecnologa, as como con el uso de las
normas y estndares arcaicos;
2. las prdidas que hubiesen podido ser prevenidas, elaborando e introduciendo
mtodos cientficos modernos;
3. las prdidas, cuya eliminacin se har posible sola-mente despus de obtener
materiales prin-cipalmente nuevos sin defectos y de alta resistencia
mecnica.
En 1978 los gastos totales relacionados con la destruccin alcanzaron en EE.UU. 88
mil millones de dlares, es decir, un 4 por 100 del producto nacional bruto (26, 21 y
41 mil millones de dlares de acuerdo con los rasgos indi-cados). En 1982 los
gastos totales se estiman en 119 mil millones de dlares, es decir, de nuevo un 4
por 100 del producto nacional bruto (las partes correspondientes de los gastos son
35, 28 y 56 mil millones de dlares). Pero cuantas prdidas no cause la
des-truccin, ella no es omnipotente y el hom-bre aprendi, conociendo las causas y
el carcter de la destruccin posible, construir aparatos, dispositivos y mquinas no
slo extremadamente ligeros y baratos, sino lo suficientemente resistentes. De esta
manera el problema de destruccin se convirti en el problema central de la teora
de la tenacidad y de la resistencia de los mate-riales. Estudiando ms de 25 aos
los proble-mas de la resistencia mecnica y destruc-cin, el autor se convenci
mltiple de veces en el carcter multiforme de las regularidades que se estudian
aqu, lo que origin los enfoques, las terminologas y procedimientos, especficos
para cada ciencia, de resolver las tareas, relacionadas con la determinacin de la
resistencia mecnica a la destruccin. Ello conduce con frecuen-cia a que los
especialistas de ramas vecinas que resuelven unas mismas tareas, no se
comprendan entre s. Esta misma diversidad no permite en un libro tan pequeo
ofrecer la descripcin completa de un fenmeno tan complejo como es la
destruccin. Por esta razn nos limitaremos a una exposicin breve y, segn las
fuerzas y capacidades, en forma asequible de los principios de la mecnica de la
destruccin (que utiliza las fundamentales ideas, leyes y mtodos de la mecnica
del medio continuo) y sus aplica-ciones a los clculos de la resistencia mecnica
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para los elementos de las construcciones y mquinas. Semejante enfoque fue el que
determin el ttulo del libro: Mecnica de la destruccin. De la teora a la prctica.
El libro est destinado a un lector vido de saber que en un grado mnimo conoce
los principios de la mecnica y las matemticas. El autor intent escribirlo de
manera que ste atraiga la atencin de los futuros investigadores hacia un
problema interesan-te, pero an poco estudiado, y sea til tanto a los estudiantes y
postgraduados, como a los colaboradores cientficos e inge-nieros para trabar el
primer conocimiento con los principios de la mecnica de la destruccin y sus
aplicaciones.
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Captulo 1
Resistencia mecnica y destruccin
Contenido:
1. Qu es la resistencia mecnica y la destruccin?
2. Tenacidad y resistencia a la destruccin desde las ideas intuitivas hacia
las cientficas
3. Nueva ciencia sobre la resistencia mecnica y destruccin
1. Qu es la resistencia mecnica y la destruccin?
Desde los tiempos remotos el hombre choca con los problemas de la resistencia
mecnica y destruccin. Sin embargo, durante largo tiempo los conocimientos sobre
la resistencia y destruccin de los materiales y edificaciones se acumulaban de
modo casual, se transmitan de generacin en generacin como secretos de oficio y
ms bien pertenecan al arte que conocemos por los maravillosos conjuntos
arquitectnicos que nos sorprenden hasta hoy da. En primer lugar son Las Siete
maravillas del Mundo, es decir, la estatua de Jpiter Olmpico, los jardines y
murallas de Babilonia, el sepulcro de Mausoleo en Halicarnaso, el Coloso de Rodas,
el faro de Alejandra, el templo de Artemisa (o Diana, segn los romanos) en feso
y, por fin, los monumentos ms antiguos y los nicos que llegaron hasta nosotros,
las pirmides de Egipto.
Por lo visto, al crear dichos conjuntos, la gente chocaba inevitablemente con los
interrogantes: cmo hacerlos resistentes y de qu manera evitar la destruccin?
Pero qu es la resistencia? Por regla general, se comprende como resistencia
(mecnica) la capacidad de los cuerpos permanecer enteros en el transcurso de un
tiempo suficientemente largo, sin destruirse. En el diccionario razonado de la lengua
rusa de Vladmir Dahl este concepto se interpreta como til en el futuro, o sea, es
la caracterstica de los cuerpos como si fuese en caso de necesidad. Sabemos que
todos los cuerpos, independientemente de si estn en estado slido o lquido,
poseen resistencia (en un grado u otro). Todo posee resistencia: el agua, el hielo y
la piedra; la clula, el pelo humano, el vaso sanguneo y el hueso; el tomo, la
molcula y el cristal, etc. Contestando a la pregunta es resistente o se
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destruye?, estamos resolviendo el problema ser (lo que es indispensable para la
existencia de todo lo vivo e inanimado) o no ser!.
Y qu es la destruccin? Es fcil y al mismo tiempo difcil contestar a esta
pregunta. Se quiere inmediatamente citar ejemplos de ciertas destrucciones
desastrosas que conoce la humanidad y que invocan frenticamente: hay que
luchar contra la destruccin! Al admirar los magnficos conjuntos arquitectnicos, no
hay que olvidar las terribles averas, cuya prevencin en el futuro estaba
relacionada con el anlisis de las causas de la destruccin ocurrida.
El historiador romano Publio Cornelio Tcito describe una de las semejantes averas
que tuvo lugar en el ao 27 de nuestra era, durante la