La excelente acogida que han tenido las dos ediciones anteriores de estas lecciones de Resistencia de Materiales ha hecho aconsejable presentar esta tercera edición, en la que se corrigen las erratas advertidas y se actualiza el contenido de algún tema para tener en cuenta las normas actualmente vigentes. Quiere esto decir que esta nueva edición se edifica sobre la anterior, de la que se puede considerar actualizada con las normas en vigor. El contenido de esta obra, al igual que nuestra «Elasticidad», está encuadrado en el de un curso de «Elasticidad y Resistencia de Materiales» para alumnos de esta disciplina en escuelas técnicas. Aunque ésta se puede considerar como una continuación de aquélla en el desarrollo de la asignatura que impartimos en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Madrid por entender que el estudio de las bases de la teoría de la Elasticidad debe preceder al de la Resistencia de Materiales, se repiten aquí las conclusiones de algunos epígrafes con objeto de que pueda ser utilizada como texto de «Resistencia de Materiales» sin haber estudiado previamente la Elasticidad. En tal caso, habría que admitir estas conclusiones a modo de axiomas y tener siempre presente que los innumerables estudios desarrollados aplicando los métodos de la teoría de la Elasticidad son los que avalan la validez de las hipótesis simplificativas que se hacen en Resistencia de Materiales, como son, por ejemplo, la conservación de las secciones planas, la pequeñez de deformaciones, etc. Sin temor a equivocarnos, podríamos afirmar que sin la existencia de la teoría de la Elasticidad la Resistencia de Materiales se reduciría a una serie de «recetas» para resolver la innumerable casuística de los cuerpos elásticos como elementos resistentes que se presentan en la práctica. El desarrollo del curso de Resistencia de Materiales presupone que el alumno posee los recursos propios del cálculo infinitesimal, cálculo integral, geometría de masas en lo referente a saber calcular centros de gravedad y momentos de inercia de figuras planas y, fundamentalmente, de la Estática, sin cuyo conocimiento es impensable poder obtener un suficiente aprovechamiento del curso. El contenido de la obra se mueve en el campo de la Elasticidad lineal, utilizando el prisma mecánico como modelo teórico de sólido elástico. En el primer capítulo se hace una introducción al estudio de la Resistencia de Materiales marcando sus objetivos y estableciendo los principios generales, que completan las conclusiones de la teoría de la Elasticidad, para poder desarrollar la disciplina siguiendo el método lógico-deductivo. En el resto de los capítulos se hace un análisis sistemático de las acciones que se derivan de una solicitación externa actuando sobre un prisma mecánico. Y este estudio se hace considerando los efectos producidos por cada una de las posibles magnitudes causantes, actuando cada una de ellas independientemente de las otras. En cada uno de ellos se estudiará la distribución de tensiones que el esfuerzo determina en los puntos de la sección recta, así como el campo de deformaciones que el esfuerzo que se considera produce en el prisma mecánico.
El esfuerzo normal, que somete al prisma a tracción o compresión, es tratado en elCapítulo 2. En dicho capítulo se empieza considerando prismas mecánicos rectilíneos, pero se ve en epígrafes posteriores que no es necesario que el prisma tenga la línea media rectilínea para que esté sometido a tracción o compresión monoaxial pura, como ocurre en el caso de cables y arcos funiculares. Se incluye en este capítulo el estudio de los sistemas de barras articuladas y sus métodos de resolución tanto analíticos como gráficos para finalizar con la consideración de los estados de tracción o compresión biaxial, que habrán de ser útiles en el análisis que se haga en el capítulo siguiente de piezas de sección recta arbitraria sometidas a torsión por medio de la analogía con la membrana. Con el Capítulo 3, dedicado a la torsión, se ha cambiado el orden respecto a la primera edición. Se ha omitido la teoría de Saint-Venant, es decir, el estudio de la torsión de prismas de sección recta no circular desde el punto de vista de la teoría de la Elasticidad, ya que este tema está tratado con amplitud en nuestra obra «Elasticidad». No obstante, se recogen las conclusiones obtenidas allí para obtener una rica variedad de aspectos cualitativos del comportamiento de un prisma de sección recta arbitraria sometido a torsión basadas en la analogía de la membrana. También se dedica atención en este capítulo al estudio de prismas de sección de pared delgada sometidos a torsión. Los cinco capítulos siguientes se dedican al estudio de la flexión en sus múltiples aspectos. En el primero de éstos se hace un análisis del estado tensional que se crea en un prisma mecánico cuando se le somete a flexión pura o flexión simple. Se obtiene la ley de Navier, que da la distribución de tensiones normales en los puntos de la sección recta, así como la fórmula de Colignon, que rige la distribución de las tensiones tangenciales. Se completa el capítulo con el cálculo de vigas armadas y se explica el tratamiento que hay que dar para el cálculo de vigas de sección compuesta, esto es, vigas que están formadas por varios materiales. En el siguiente capítulo se hace un estudio de las deformaciones que se producen en el prisma mecánico cuando está sometido a flexión simple. Se exponen diversos métodos para su cálculo con objeto de disponer de variados recursos para la resolución de problemas: métodos de la doble integración, teoremas de Mohr y de la viga conjugada, así como el método de Mohr o de la carga unitaria, basado en el teorema de Castigliano. Se consideran también las deformaciones debidas a variaciones térmicas y las producidas por impacto. La flexión según dos direcciones, esto es, los casos de flexión desviada, así como cuando ésta va acompañada de tracción o compresión, o sea, cuando el prisma mecánico está sometido a flexión compuesta, son tratadas en el Capítulo 6. En él se demuestra que flexión y tracción-compresión excéntrica son equivalentes. Se estudia en este capítulo la distribución de tensiones que se produce en piezas curvas, de gran importancia para el diseño de anillos, eslabones de cadena o ganchos de grúas. El Capítulo 7 está dedicado al estudio de sistemas hiperestáticos y en él se expone un método general para el cálculo de estos sistemas, el método de las fuerzas, aconsejable para resolver problemas de pequeña dificultad, ya que problemas más complejos, como pueden ser los cálculos de estructuras de edificios, caen dentro de otra disciplina: la «teoría de estructuras». El importante tema de flexión lateral o fenómeno del pandeo, que puede presentarse en piezas esbeltas sometidas a compresión, es tratado en el Capítulo 8. Se trata de un fenómeno de inestabilidad elástica, es decir, se pueden producir grandes deformaciones para variaciones pequeñas de la carga. Se obtiene la fórmula de Euler, que, aunque se puede considerar fundamental en el pandeo, tiene un campo de aplicación limitada, por lo que se expone un método válido para el cálculo de la carga de pandeo real.
El Capítulo 9 se dedica al estudio de los estados tensional y de deformaciones cuando la solicitación que actúa sobre el prisma mecánico es arbitraria. Era necesario integrar los efectos producidos por cada uno de los esfuerzos —esfuerzo normal, esfuerzo cortante, momento torsor y momento flector— actuando separadamente, lo que es posible hacer gracias a uno de los principios generales que se admiten en Resistencia de Materiales, como es el principio de superposición. El estudio individualizado de los efectos producidos por cada esfuerzo hecho en los capítulos anteriores y la consideración reiterada de piezas rectas podría llevar erróneamente a la creencia que lo expuesto es sólo aplicable a este tipo de piezas. La combinación de flexión y torsión da pie para hacer el estudio de los resortes helicoidales, que tienen notable importancia en la práctica. En el Capítulo 10 se expone la teoría elemental de la cortadura, que, aunque dista mucho de ajustarse al modelo real, presenta ventajas para exponer los métodos de cálculo de uniones remachadas, atornilladas y soldadas cuyo fundamento se encuentra en ella. Hay que hacer la observación que todo lo aquí expuesto no es sino una mera introducción a lo que hoy se considera como el cuerpo de doctrina propio de la Resistencia de Materiales cuya evolución histórica en los últimos cincuenta años ha sido verdaderamente notable. Actualmente entran dentro del campo de nuestra disciplina temas tales como los referentes a la fatiga y la teoría de la Plasticidad. Se han incorporado otros, como puede ser la teoría de placas y envolventes, que tradicionalmente eran tratados en Elasticidad. Y es de esperar en un futuro muy próximo la incorporación a la Resistencia de Materiales de algunos temas de la teoría no lineal de los sistemas elásticos. Pero éstos y algunos otros temas pueden ser objeto de otra obra si el favor de los lectores a ésta así lo aconsejara. Para un estudiante de ingeniería, cualquiera que sea su especialidad, no basta la simple comprensión de la teoría, ya que de nada le vale si no sabe aplicarla. Por ello, al final de numerosos epígrafes figura uno o varios ejemplos que facilitan la comprensión de la teoría expuesta en ellos. También, al final de cada capítulo, se han resuelto quince problemas, número más que razonable si se tiene en cuenta que es éste un libro en el que se exponen las teorías fundamentales de la Resistencia de Materiales y no un libro de problemas. Se recomienda que el lector proceda a la resolución de ellos sin mirar la solución dada en el texto, y solamente después de haber llegado a sus resultados, compruebe si son éstos correctos y contraste la bondad del método que haya podido seguir para resolverlos. En toda la obra se ha procurado utilizar el Sistema Internacional de Unidades, aunque en Resistencia de Materiales no sería aconsejable actualmente dejar de considerar unidades derivadas como son las que expresan las tensiones en kp/cm2 por la utilización extendida que se hace de estas unidades en las tablas de los catálogos técnicos. Se ha optado por usar la notación kp para denotar la unidad de fuerza, kilogramo-fuerza o kilopondio y distinguirlo así del kilogramo-masa, tratando de evitar la posible confusión en que puedan caer los que no manejan con la debida soltura los sistemas de unidades. No quiero acabar esta breve presentación sin pedir benevolencia al lector por los posibles fallos y erratas que pudiera tener esta modesta obra, que estoy seguro tendrá, a pesar del esfuerzo hecho para evitarlas. Y, finalmente, desear que esta obra sea de ayuda en su formación a los que decidieron hacer de la ingeniería su profesión.

LUIS ORTIZ BERROCAL Madrid, enero de 2007