El diseño de un estructura. Tendra la suficiente rigidez para que las deformaciones no sean excesivas e inadmisibles?

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1 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES. Unidad. Propiedades mecánicas de los materiales. El elemento es resistente a las cargas aplicadas? El diseño de un estructura. Tendra la suficiente rigidez para que las deformaciones no sean excesivas e inadmisibles? Esfuerzo. Las fuerzas internas de un elemento están ubicadas dentro del material por lo que distribuyen en toda el área, se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, se denota con la letra sigma σ y es un parámetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que establece una base común de referencia. Área Fuerza Unidades N/m 2 Esfuerzo. Intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo. Tipos de Esfuerzos : Tension. Compresion. Flexion. Corte. Torsion. PROPIEDAD DE LOS MATERIALES. GAMM Página 1 de 8

2 Deformación. Es la fracción del cambio de forma que resulta de un esfuerzo. Se mide por la relación del cambio de alguna dimensión de un cuerpo, con relación a la dimensión original en la cual ocurre el cambio. Puede ser provocado por: Deformación. Esfuerzo. Cambio térmico. Humedad. Modulo de Elasticidad. Unidades N/ m 2 Modulo de Young (Modulo de tensión). Se entiende como la elasticidad longitudinal de un material. longitud Fuerza Limite de Elasticidad. Es el valor mínimo del esfuerzo requerido para producir una deformación permanente en un cuerpo. PROPIEDAD DE LOS MATERIALES. GAMM Página 2 de 8

3 Diagrama Esfuerzo-Deformación. El diagrama es la curva resultante graficada con los valores del esfuerzo y la correspondiente deformación unitaria, calculado a partir de los datos de un ensayo de tensión o compresión. a) Limite de Proporcionalidad. Segmento rectilíneo. La relación entre esfuerzo y deformación es lineal. b) Limite Elástico (Elasticidad). Mas allá de este limite el material no recupera su forma original, quedando con una deformación permanente. c) Punto de Fluencia. Es aquel donde aparece un considerable alargamiento o fluencia, deformación anormal, del material sin el correspondiente aumento de carga. d) Esfuerzo Máximo. Es la máxima ordenada de la curva. e) Esfuerzo de Rotura. Verdadero esfuerzo generado en un material durante la rotura. Es cuando falla el material. ( se rompe, parte en dos ). PROPIEDAD DE LOS MATERIALES. GAMM Página 3 de 8

4 El Diagrama Esfuerzo-Deformación nos ayuda a clasificar los materiales. Materiales Ductiles. Materiales Fragiles. Diagrama Esfuerzo Deformacion Materiales Dúctiles. Resisten grandes deformaciones antes de rotura. Ejemplo los hilos cobre. Materiales Frágiles. Presenta un alargamiento bajo cuando llegan al punto de rotura. Por ejemplo algunos minerales cristalinos, el vidrio. Deformación Elástica. Es aquella en la que el cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza que le provoca la deformación. En este tipo de deformación el sólido varía su estado tensional y aumenta su energía interna en forma de energía potencial elástica. PROPIEDAD DE LOS MATERIALES. GAMM Página 4 de 8

5 Deformación Plástica. Es aquella en la que el cuerpo no recuperar su forma original al retirar la fuerza que le provoca la deformación. En los materiales metálicos la deformación plástica ocurre mediante formación y movimiento de dislocaciones. Defromacion no permanente. Limitadas Deformaciones. Elasticidad. Regresa a su dimension original al retirar el esfuerzo. Es una medida cuantitativa. Indica capacidad de deformacion sin llegar a la rotura. Plasticidad. Atomos no recuperan su posicion original. PROPIEDAD DE LOS MATERIALES. GAMM Página 5 de 8

6 Rotura (Fractura). Se puede definir como la culminación del proceso de deformación plástica. En general se manifiesta como la separación o fragmentación de un cuerpo solido en dos o más partes bajo la acción de un estado de cargas. Mecánica de Fractura. Relaciona las condiciones de cargas aplicadas en el cuerpo fisurado y la resistencia del material al crecimiento de fisura y fractura. PROPIEDAD DE LOS MATERIALES. GAMM Página 6 de 8

7 Parámetros que analiza la Mecánica de Fractura. Tensión global aplicada sobre la estructura. Características del material, propiedades de resistencia a la fractura. Tamaño de cualquier defecto presente semejante a una fisura. Modos de Apertura. Existen 3 diferentes modos de carga en un cuerpo fisurado. I. Modo I Apertura. Aplica tensiones normales. II. Modo II Deslizamiento. Corte de Plano. III. Modo III Desgarramiento. Paralelo al borde de la fisura. Dureza. Mide la resistencia que un material ofrece cuando se intenta ser deformado plásticamente. La dificultad para deformar plásticamente al material se mide en función de la fuerza aplicada. Entre mayor tenga que ser la fuerza que se aplique para lograr la deformación plástica, más duro es el material. La dureza es una propiedad comparativa. Pruebas de dureza con indentador. El Indentador es una pieza metálica con punta de carburo de tungsteno, utilizado para realizar pruebas de dureza. Menor sea la penetración del indentador sobre la superficie del material a prueba, mayor será la dureza del material PROPIEDAD DE LOS MATERIALES. GAMM Página 7 de 8

8 Mohs. Escala Dureza.Talco a Diamante. Dureza. Rockwell. Metodo. Brinell. Metodo. Vickers. Metodo. PROPIEDAD DE LOS MATERIALES. GAMM Página 8 de 8