Resistencia De Materiales

Propiedades Mecánica de los Materiales

El comportamiento de los materiales queda definido por su estructura a nivel microscópico, la estructura electrónica de un átomo determina la naturaleza de los enlaces atómicos que a su vez contribuye a fijar las propiedades de un material dado.

En forma general, las propiedades se separan para su estudio en dos grandes ramas: propiedades físicas y propiedades mecánicas.

Propiedades mecánicas

Describen la forma en que un material soporta fuerzas aplicadas, incluyendo fuerzas de tensión, compresión, impacto, cíclicas o de fatiga, o fuerzas a altas temperaturas.Podemos decir que las propiedades mecánicas se clasifican en:

Por acción:

-Estáticas: las cargas o fuerzas actúan constantemente o creciendo poco a poco.

-Dinámicas: las cargas o fuerzas actúan momentáneamente, tienen carácter de choque.

-Cíclicas o de signo variable: las cargas varían por valor, por sentido o por ambos simultáneamente.

Las propiedades mecánicas principales son:

- Tenacidad: Es la propiedad que tienen ciertos materiales de soportar, sin deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que se les apliquen.

- Elasticidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de volver a su estado inicial cuando se aplica una fuerza sobre él. La deformación recibida ante la acción de una fuerza o carga no es permanente, volviendo el material a su forma original al retirarse la carga.

-Deformación: es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a la aplicación de una o más fuerzas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica

Medidas de la Deformación

La magnitud más simple para medir la deformación es lo que en ingeniería se llama deformación axial o deformación unitaria se define como el cambio de longitud por unidad de longitud: Donde: es la longitud inicial de la zona en estudio y la longitud final o deformada. Es útil para expresar los cambios de longitud de un cable o un prisma mecánico.

Deformación Plástica

Modo de deformación en que el material no regresa a su forma original después de retirar la carga aplicada. Esto sucede porque en la deformación plástica el material experimenta cambios termodinámicos irreversibles y adquiere mayor energía potencial elástico. La deformación plástica es lo contrario a la deformación reversible. Cuando un material está en tensión, sus dimensiones varían. Por ejemplo, la tracción causará un aumento de longitud. El cambio dimensional provocado por las tensiones se denomina deformación .En el comportamiento elástico, la deformación producida en un material al someterle a tensión cesa totalmente, recuperándose el estado inicial al cesar la tensión actuante.

Muchos materiales poseen un límite elástico determinado y cuando se someten a tensión se deforman elásticamente hasta ese límite. Más allá de este punto la deformación originada no es directamente proporcional a la tensión aplicada, y también ocurre que esta deformación no es totalmente recuperable. Si cesa la tensión, el material quedará en estado de deformación permanente o plástica

Relación Esfuerzo-Deformación

La mejor explicación de las relaciones entre esfuerzo y deformación la formuló Datsko. Este investigador describe la región plástica del diagrama esfuerzo-deformación con valores reales mediante la ecuación:

σ = σoЄm

Dónde:

σ = esfuerzo real.

σo=coeficiente de resistencia o coeficiente de endurecimiento por deformación.

Є = deformación plástica real.

m= exponente para el endurecimiento por deformación.

- Fragilidad: Un material es frágil cuando se rompe fácilmente por la acción de un choque.

-Plasticidad: Aptitud de algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones permanentes, bajo la acción de una presión o fuerza exterior, sin que se produzca rotura. Es decir es una deformación permanente e irreversible

- Ductilidad: Considerada una variante de la plasticidad, es la propiedad que poseen ciertos metales para poder estirarse en forma de hilos finos.

- Maleabilidad: Otra variante de la plasticidad, consiste en la posibilidad de transformar algunos metales en láminas delgadas.

-Resistencia: se refiere a la propiedad que presentan los materiales para soportar las diversas fuerzas. Es la oposición al cambio de forma y a la separación, es decir a la destrucción por acción de fuerzas o cargas.

-Cohesión: Resistencia de los átomos a separarse unos de otros.

-Higroscopicidad: se refiere a la propiedad de absorber o exhalar el agua

-Hendibilidad: es la propiedad de partirse en el sentido de las fibras o láminas (si tiene).

-Resiliencia: es la capacidad de oponer resistencia a la destrucción por carga dinámica

Las anteriores propiedades mecánicas se valoran con exactitud mediante ensayos mecánicos:

- Ensayo de tracción: Ofrece una idea aproximada de la tenacidad y elasticidad de un material.

- Ensayos de dureza: Permiten conocer el grado de dureza del material.

- Ensayos al choque: Su práctica permite conocer la fragilidad y tenacidad de un material.

- Ensayos tecnológicos: Ponen de manifiesto las características de plasticidad que posee un material para proceder a su forja, doblado, embutido, etc.

- Dureza: es la resistencia que opone a la penetración en él de otro objeto

Propiedades físicas (térmica, magnetismo y comportamiento)

Dependen de la estructura y procesamiento del material. Describen características como color, conductividad eléctrica o térmica, magnetismo y comportamiento óptico, generalmente no se alteran por fuerza que actúan sobre el material. Pueden dividirse en: eléctricas, magnéticas y ópticas.

Propiedades Eléctricas

Los

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