PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES Johana Martínez Correa Veronica Moreno Perea Sebastian Cortés Zapata

Son las características inherentes que permiten diferenciar un material de otros, desde el punto de vista del comportamiento mecánico de los materiales en ingeniería, y también describen la forma como un material se comporta frente a una fuerza externa aplicada, con el fin de conocer sus respectivas propiedades.

Las Propiedades De Un Material Dependen De: La estructura que presente el material. Del proceso o procesos que haya sufrido. De la composicion quimica.

PROPIEDADES Maleabilidad: Consiste en la posibilidad de transformar algunos metales en láminas delgadas sin que se rompa. Ejm: el aluminio como conservante de alimentos. Ductilidad: Propiedad que poseen ciertos metales para poder estirarse en hilos delgados o varillas.Ejm: oro, plomo.

Tenacidad: Propiedad que tienen algunos materiales de soportar sin deformarse, ni romperse los esfuerzos básicos que se les apliquen. Implica que el material tiene capacidad de absorber energía. Ejm: Azufre. Dureza: Resistencia que un material opone a la penetración o a ser rayado por otro cuerpo. Ejemplo, el diamante.

Plasticidad: Aptitud de algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones permanentes, bajo la acción de una presión o fuerza exterior sin que se produzca una rotura. Elasticidad: capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que había determinado su deformación.

Fragilidad: Capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación. La rotura frágil tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energía. Rigidez: capacidad de un objeto sólido o elemento estructural para soportar esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones o desplazamientos

RESISTENCIA Capacidad para soportar esfuerzos aplicados sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo cierto material. La resistencia tensil: es importante para un material que va a ser extendido o va a estar bajo tensión. Las fibras necesitan tener buena resistencia tensil.

DEFORMACIÓN Es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo. Elástica o reversible: Si la deformación se recupera al retirar la carga. Plástica o irreversible: Si la deformacion persiste despues de retirar la carga.

CURVA DE ESFUERZO-DEFORMACION Describe la relación entre el esfuerzo y la deformación y que señala las regiones elásticas y plásticas de un material dado.

Determinación de propiedades mecánicas a partir de la curva de tracción

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. http://www.steeluniversity.org/content/html/spa/default.asp?catid=150&pageid=2081271532

TIPOS DE ENSAYOS Para conocer las cargas que pueden soportar los materiales, se efectúan ensayos para medir su comportamiento en distintas situaciones.

ESFUERZO Carga aplicada o Fuerza que intenta deformar un objeto (una probeta en un ensayo de tracción o compresión dividida por el área transversal de la probeta). Al calcular el esfuerzo de ingeniería se ignora el cambio del área transversal que se produce con aumentos y disminuciones en la carga aplicada. Esfuerzo= fuerza/sección transversal

TIPOS DE ESFUERZO Dependiendo de la dirección y sentido relativos entre las fuerzas actuantes y la posición del cuerpo sobre el cual actúan: Esfuerzo de tracción: Fuerza que intenta separar o estirar una muestra de prueba, tienden a alargar el cuerpo.

Esfuerzo de compresión: Fuerza que intenta aplanar o “apretar” un material, es perpendicular a la sección transversal del cuerpo, pero este esfuerzo tiende a acortar dicho cuerpo. Esfuerzo de torsión: Tipo de esfuerzo de desplazamiento que intenta torcer un material de forma encontrada.

Esfuerzo de flexión: Cuando sobre el cuerpo actúan fuerzas que tienden a doblar el cuerpo. Esto produce un alargamiento de unas fibras y un acortamiento de otras. Este tipo de esfuerzos se presentan en puentes, vigas de estructuras, perfiles que se curvan en máquinas.

ENSAYO DE TRACCIÓN Es el ensayo destructivo mas importante pues suministra información sobre la resistencia de los materiales utilizados en el diseño y también para verificación de especificaciones de aceptación.

MÁQUINAS DE TRACCIÓN Extensómetro

Montaje experimental Máquina de ensayo: Mordaza:

LEY DE HOOKE Es el limite de proporcionalidad de la grafica. Nos indica que en la zona elástica el esfuerzo es directamente proporcional a la deformación unitaria y la constante de proporcional es E.

La zona elástica: es aquella donde una vez eliminada la fuerza o carga el material regresa a sus dimensiones iniciales. Limite elástico: Si se estira o se comprime más allá de cierta cantidad, ya no regresa a su estado original, y permanece deformado.

MÓDULO DE YOUNG El módulo de elasticidad o módulo de Young es una medida de la rigidez del material y corresponde a la pendiente E de la recta inicial de la curva esfuerzo-deformación, donde se hace posible aplicar la ley de Hooke. Mientras mayor es el valor de E, mas rígido es el material y menor será la deformación elástica total.

PROBETAS Se emplean en general de formas cilíndricas, en las cuales la relación altura/diámetro se toma como una constante. El valor de esta relación tiene influencia en los resultados. http://www.steeluniversity.org/content/html/spa/default.asp?catid=149&pageid=2081271512

Medidas de probetas:

Probetas durante el ensayo de tracción

ENSAYO DE COMPRESIÓN Consiste en someter una probeta normalizada del material que se va a ensayar a esfuerzos progresivos y crecientes de compresión en la dirección de su eje , hasta que se rompa o hasta que ocurra el aplastamiento.

Compresión: Máquina de ensayo Máquina de ensayo

ENSAYO DE DUREZA La dureza es una propiedad fundamental de los materiales y esta relacionada con la resistencia mecánica. La dureza puede definirse como la resistencia de un material a la penetración o formación de huellas localizadas en una superficie. Cuanto más pequeña sea la huella obtenida en condiciones normalizadas, más duro será el material ensayado.

Dureza El indentador (montaje experimental): Se coloca la muestra bajo el indentador. Se realiza una indentación a una carga conocida. Se mide el tamaño de la huella. Se calcula la dureza con las correlaciones entre las dimensiones medidas y las distintas escalas de dureza.

Ejemplos de dureza

ENSAYO DE FLEXIÓN Consiste en someter la probeta del material, apoyada libremente en sus extremos, a una fuerza aplicada en el centro, o dos iguales aplicadas a la misma distancia de los apoyos.

Máquina de ensayo de flexión Antes del esfuerzo Durante el esfuerzo

ENSAYO DE TORSIÓN El ensayo de torsión es un ensayo en que se deforma una muestra aplicándole un par torsor (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrario).

Ensayo de torsión

ENSAYO DE IMPACTO Método para determinar el comportamiento del material sometido a una carga de choque en flexión, tracción o torsión. La cantidad que suele medirse es la energía absorbida al romperse la probeta en un solo golpe. Probetas de un ensayo de impacto

ENSAYO DE FATIGA Método para determinar el comportamiento de los materiales bajo cargas fluctuantes. Se aplican a una probeta una carga media específica (que puede ser cero) y una carga alternante y se registra el número de ciclos requeridos para producir la falla del material (vida a la fatiga). Por lo general, el ensayo se repite con probetas idénticas y varias cargas fluctuantes.

FLUENCIA LENTA (CREEP) El estudio de la relajación (creep) de materiales analiza las variaciones en el tiempo del estado de tensión-deformación por la permanencia de cargas aplicadas. En algunos casos, el efecto de la relajación adquiere importancia por las modificaciones que ocasiona en la configuración de elementos resistentes.

FIN