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Propiedades mecánicas de los materiales

La resistencia de un material depende de su capacidad para soportar una carga sin

deformación excesiva o falla. Esta propiedad es inherente al material mismo y debe

determinarse por experimentación. Entre las pruebas más importantes están las

pruebas de tensión o compresión.Se utilizan principalmente para determinar la relación entre el esfuerzo normal

promedio y la deformación normal unitaria en muchos materiales utilizados tales como

metal, cerámica, polímeros o compuestos.

  partir de los datos de un ensayo de tensión o de compresión, es posible calcar varios

valores del esfuerzo y la correspondiente deformación unitaria en el esp!cimen y

luego graficar los resultados la curva resultante se llama diagrama de esfuerzo"

deformación unitaria y hay dos maneras de describirlo.

Diagrama convencional de esfuerzo deformación-unitaria#sando los datos registrados, podemos determinar el esfuerzo nominal o de ingeniería

este cálculo supone $ue el esfuerzo es constante en la sección transversal y en toda

la región entre los puntos calibrados.%ambi!n el esfuerzo nominal se puede obtener leyendo directamente el calibrador.

Fluencia .- un aumento en el esfuerzo mas alla del limite elastico provocara un

colapso en el material y causara $ue se deforme permanenttmente el esfuerzo $ue

origina la fluencia es el punto de fluencia y la deformacion $ue ocurre se llama

deformacion plastica.

Endurecimiento por deformacion.- &uando la fluencai ha r resulta una curva $ue se

va aplanando hasta llegar al esfuerzo maximo a esto se le llama esfuerzo ultimo

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'ormacion del cuello o estriccion." en el esfuerzo ultimo, el area de la seccion

transversal comienza a disminuir este fenomeno es causado por planos de

deslizamiento $ue se forman dentro del material y las defrormaciones poducidas son

causadas por esfuerzos cortantes.

 un$ue los diagramas de esfuerzo (deformacion real y convencional son diferentes,

la mayor parte del dise)o en ingenieria se lleva a cabo dentro de la zona elastica

Comportamiento esfuerzo deformacion unitaria de materiales dutiles

y fragiles.

Los materiales pueden clasificarse como ductiles o fragiles dependiendo de sus

caracterizticas esfuerso deformacion unitaria

*ateriales ductiles." %odo material $ue pueda estar sometido a deformacions unitarias

grandes antes de su rotura se llama material ductil el material mas tipico es el acero

dulce. Estos materiale son capaces de absorver impactos o energia.#na manera de especificar la ductilidad de un material es reportar su porcenta+e de

elongacion o el porcenta+e de reduccion de area en el momento de la fractura.La madera a menudo es un material moderadamente ductil .

orcenta+e de elongacion." es la deformacion unitaria de un especimen en la fractura

expesada en porcenta+e.

*ateriales fragiles." Los materiales $ue exhiben poca o ninguna flunecia antes de su

rotura se llaman materiales fragiles un e+emplo es el huerro colado o el hierro gris.  el acero pierde rapidamente su resistencia al ser calentado. or esta razon los

ingenieros re$uieren a menudo $ue los miembros estrucutrales principales sean

aislados contra el fuego.

Ley de hooe #n aumento en el esfuerzo causa un aumento proporcional en la deformacion unitaria

este hecho fue descubierto por robert hoo-e en los resortes se expresa de la siguiente

manera

E representa la constante de proporcionalidad $ue se llama módulo de elasticidad o

módulo de /oung

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El límite de proporcionalidad para un tipo de acero en particular depende de su

contenido de aleación este valor generalmente se acepta igual a 0112a. Los

valores comunes de E para otros materiales de ingeniería están a menudo tabulados

en códigos de ingeniería y en libros de referencia.

E solo puede usarse si el material tiene un comportamiento elástico lineal.

Energ!a de deformación#n material tiende a almacenar energía internamente en todo su volumen al ser 

deformado por una carga externa. uesto $ue esta energía está relacionada con las

deformaciones del material, recibe el nombre de energía de deformación unitaria.

veces es conveniente formular la energía de deformación unitaria por unidad de

volumen de material. Esto se llama densidad de energía de deformación unitaria.

"ódulo de resiliencia.-  &uando el esfuerzo alcanza el límite de proporcionalidad a la

densidad de la energía de deformación unitaria.

untos importantes sobre el diagrama de esfuerzo deformación unitaria son el límite

de proporcionalidad, el limite elástico, el esfuerzo de fluencia, el esfuerzo ultimo y el

esfuerzo de fractura.

#elación de poisson

Es una medida de la deformación unitaria lateral de un material homog!neo eisotrópico versus su longitud unitaria longitudinal estas deformación son contrarias es

decir si una es alargamiento la otra será una contracción.El diagrama de esfuerzo cortante (deformación unitaria cortante es una gráfica del

esfuerzo cortante versus la deformación unitaria cortante si el material es

homog!neo e isotrópico y tambi!n elástico lineal.

La fatiga ocurre en materiales en metales cuando el metal es sometido a ciclos de

esfuerzo y deformación unitaria, tambi!n existe el flu+o plástico $ue es la deformación

dependiente del tiempo de un material para el cual el esfuerzo o la temperatura

 +uegan un papel importante los miembros deben ser dise)ados para soportar tanto los

esfuerzos de fatiga y el esfuerzo plástico.

Fuentes de información

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