Resistencia De Materiales

Introducción

Los materiales industriales se desarrollan a partir de materiales naturales y de los materiales de ingeniería, para procesarse tecnológicamente y satisfacer necesidades industriales. Los requerimientos en el diseño de los materiales industriales son muy diversos dependiendo de la cultura y sociedad para la cual se transfiere tecnología y ciencia.

La economía, la seguridad, la función, la apariencia y la duración de un material industrial se redefinen día a día en la sociedad y es en este acontecer, los materiales cobran sentido en el diseño industrial, y para ello se vale del proceso, o medio por el cual se diseñan nuevos materiales; o ingeniería con investigación científica o ciencia de materiales, lo que requiere firmes conocimientos en el campo de la física y la química. Mientras mayor sea el nivel de sofisticación del material que se esté diseñando, mayor será la necesidad de profundizar en conocimientos. Al conjunto de todos los materiales que se encuentran a disposición de los ingenieros diseñadores se les conoce como materiales ingenieriles.

La estructura y clasificación de los materiales permiten reconocer sus posibilidades para ser transformados e innovados para ser incorporados en las etapas de los procesos de manufactura de las industrias, para re aprender de los materiales industriales y de sus implicaciones frente a las tecnologías limpias, y al conocimiento interdisciplinar que esto conlleva.

Desarrollo del tema

Los materiales se clasifican generalmente en cinco grupos: metales, cerámicos, polímeros, semiconductores y materiales compuestos. Los materiales de cada uno de estos grupos poseen estructuras y propiedades distintas.

Metales

Tienen como característica una buena conductividad eléctrica y térmica, alta resistencia, rigidez, ductilidad. Son particularmente útiles en aplicaciones estructurales o de carga. Las aleaciones (combinaciones de metales) conceden alguna propiedad particularmente deseable en mayor proporción o permiten una mejor combinación de propiedades.

Cerámicos

Tienen baja conductividad eléctrica y térmica y son usados a menudo como aislantes. Son fuertes y duros, aunque frágiles y quebradizos. Nuevas técnicas de procesos consiguen que los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga. Dentro de este grupo de materiales se encuentran: el ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos.

Polímeros

Son grandes estructuras moleculares creadas a partir de moléculas orgánicas. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y debe evitarse su uso a temperaturas elevadas. Los polímeros termoplásticos, en los que las cadenas moleculares no están conectadas de manera rígida, tienen buena ductibilidad y confortabilidad; en cambio, los polímeros termoestables son más resistentes, a pesar de que sus cadenas moleculares fuertemente enlazadas los hacen más frágiles. Tienen múltiples aplicaciones, entre ellas en dispositivos electrónicos.

Semiconductores

Su conductividad eléctrica puede controlarse para su uso en dispositivos electrónicos. Son muy frágiles.

Materiales compuestos

Como su nombre lo indica, están formados a partir de dos o más materiales de distinto grupos, produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de los materiales de forma individual

El uso de metales puros es limitado, pues son blandos o tienden a corroerse. Sin embargo, toleran una considerable cantidad de elementos en estado sólido o líquido. Así, la mayor parte de los materiales metálicos comúnmente usados son mezclas de dos o más metales elementales. Es posible realizar estas mezclas de varias maneras, pero casi siempre se obtienen por la unión de metales por arriba de su punto de fusión. Esa mezcla sólida de metales o metaloides se denomina aleación. Los materiales compuestos se clasifican es tres categorías generales:

Particulados. Dentro de estos podemos distinguir dos tipos; los dispersoides, que son materiales endurecidos por dispersión y contienen partículas de 10 a 250 nm de diámetro, que aunque no sean coherentes con la matriz, bloquean el movimiento en las dislocaciones y producen un marcado endurecimiento del material matriz; y los "verdaderos" que contienen grandes cantidades de partículas gruesas, que no bloquean el deslizamiento con eficacia, son diseñados para obtener propiedades poco usuales, despreciando la resistencia en el material. Ciertas propiedades de un compuesto particulado dependen sólo de sus constituyentes, de forma que se pueden predecir con exactitud mediante la llamada regla de las mezclas, que es la sumatoria de las propiedades (densidad, dureza, índice de refracción, etc.) por la fracción volumétrica del constituyente.

Reforzados con fibras.

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