Movimientos Oscilatorios Y Ondas

Elasticidad

INTRODUCCIÓN

Hasta ahora en nuestro estudio de mecánica hemos

asumido que los cuerpos son indeformables; esto no es cierto, aunque se justifica cuando los efectos de las deformaciones carecen de importancia.

En este capítulo trataremos sobre los cambios de forma producidos en un cuerpo cuando está bajo la acción de una fuerza, esto es, en el sentido del comportamiento de los materiales bajo la acción de diversos esfuerzos, iniciándonos en la técnica del diseño.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES

Muchos materiales cuando están en servicio están sujetos a fuerzas o cargas. En tales condiciones es

necesario conocer las características del material para diseñar el instrumento donde va a usarse de tal

forma que los esfuerzos a los que vaya a estar

sometido no sean excesivos y el material no se fracture. El comportamiento mecánico de un material es el reflejo de la relación entre su respuesta o deformación ante una fuerza o carga aplicada.

Hay tres formas principales en las cuales podemos aplicar cargas: Tensión, Compresión y Cizalladura.

Además en ingeniería muchas cargas son torsionales en lugar de sólo cizalladura.

ENSAYO DE TENSIÓN Y DIAGRAMA DE ESFUERZO – DEFORMACIÓN. El ensayo de tensión se utiliza para evaluar varias propiedades mecánicas de los materiales que son importantes en el diseño, dentro de las cuales se destaca la resistencia, en particular, de metales y aleaciones.

En este ensayo la muestra se deforma usualmente hasta la fractura incrementando gradualmente una tensión que se aplica uniaxialmente a lo largo del eje longitudinal de la muestra. Las muestras normalmente tienen sección transversal circular, aunque también se usan especimenes rectangulares.

Muestra típica de sección circular para el ensayo de tensión - deformación

Durante la tensión, la deformación se concentra en la región central más estrecha, la cual tiene una

sección transversal uniforme a lo largo de su

longitud. La muestra se sostiene por sus extremos en la máquina por medio de soportes o mordazas que a su vez someten la muestra a tensión a una velocidad constante. La máquina al mismo tiempo mide la carga aplicada instantáneamente y la elongación resultante (usando un extensómetro). Un ensayo de tensión normalmente dura pocos minutos y es un ensayo destructivo, ya que la muestra es deformada permanentemente y usualmente fracturada.

Ensayo tensión – deformación

Sobre un papel de registro, se consignan los datos de la fuerza (carga) aplicada a la muestra que está siendo ensayada así como la deformación que se puede obtener a partir de la señal de un extensómetro. Los datos de la fuerza pueden convertirse en datos de esfuerzo y así construirse una gráfica tensión – deformación.

Gráfica típica tensión vs deformación

DEFORMACIÓN ELÁSTICA Y PLÁSTICA

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Elasticidad Hugo Medina Guzmán

Cuando una pieza se somete a una fuerza de tensión uniaxial, se produce una deformación del material.

Por definición, El esfuerzo S en la barra es igual al cociente entre la fuerza de tensión uniaxial media F

Si el material vuelve a sus dimensiones originales

cuando la fuerza cesa se dice que el material ha

y la sección transversal original

A0 de la barra.

sufrido una DEFORMACIÓN ELASTICA. El número de deformaciones elásticas en un material es limitado ya que aquí los átomos del

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