Rigidez y Deformación

Se dice que una estructura o elemento mecánico es rígido cuando no se deforma, flexiona o tuerce con facilidad al aplicársele exteriormente una fuerza, un momento flexionante o uno de torsión. Pero si el desplazamiento debido a la perturbación es grande, entonces se dice que el elemento es flexible. Los términos rigidez y deformación son expresiones cualitativas que dependen del caso. Un ejemplo del caso es la horquilla de una bicicleta, las cuales al ser utilizadas presentan poca deformación debido a que son de estructura rígida (Obviamente cuenta con un módulo de elasticidad que le permite deformarse elásticamente, pero en pequeñas magnitudes). Para el caso de estructura flexible se pueden mencionar también los casos de los cables de los frenos de las bicicletas que son de formación rígida para la tensión pero totalmente flexible para la flexión, en todo su recorrido de la palanca hasta la pastilla.

Para el caso particular de los resortes se dice que son elásticos, por lo que luego de sufrir una deformación debido a una carga externa, el material vuelve a su estado original.

Si se expresa la relación general entre la fuerza y la deflexión mediante la ecuación

El módulo del resorte se define como

Para un mejor entendimiento de la ecuación 3.2 ver la figura 5.

La mayor parte de los problemas que se presentan en el Diseño son lineales, por lo cual k se convierte en una constante, llamada constante del resorte y la 3.2 se escribe:

Donde F es la fuerza normal aplicada al resorte e y es la distancia que el resorte se comprime o alarga al aplicársele dicha fuerza.