Propiedades mecánicas. Metales y aleaciones Propiedades mecánicas.

Terminología El esfuerzo es la fuerza que actúa por unidad de área sobre la que se aplica la fuerza. De tensión De compresión Cortante

La deformación unitaria se define como el cambio en dimensión por unidad de longitud. La deformación unitaria no tiene dimensiones. La deformación elástica se define como la deformación recuperable por completo que resulta a partir de un esfuerzo aplicado. El módulo de Young es la relación líneal entre el esfuerzo elástico y la deformación elástica. El módulo cortante representa a la pendiente de la parte líneal de la curva esfuerzo cortante – deformación cortante.

La deformación plástica es la deformación permanente en un material.

Prueba de tensión: uso del diagrama esfuerzo-deformación unitaria Esta prueba mide la resistencia de un material a una fuerza aplicada de manera lenta.

El esfuerzo ingenieril y la deformación ingenieril se definen por medio de las siguientes ecuaciones: F= Fuerza A0 = Area de sección transversal original del especimen antes de comenzar la prueba. Delta l = Es el cambio en longitud después de que se aplica la fuerza. l0 = Distancia original entre las marcas calibradas/.

Ejercicio Una barra de aluminio debe soportar una fuerza aplicada de 45000 libras. A fin de que la seguridad sea infalible, el esfuerzo máximo permisible sobre la barra se limita a 25000 psi, el cual está por debajo de la resistencia a la fluencia del aluminio. La barra debe ser de al menos 150 pulg de largo pero no debe deformarse de manera elástica más de 0.25 pulg cuando se aplique la fuerza. Diseñe la barra apropiada.

Propiedades obtenidas a partir de la prueba de tensión. El límite elástico es el esfuerzo crítico necesario para iniciar la deformación plástica. El límite proporcional se define como el nivel de esfuerzo sobre el cual la relación entre el esfuerzo y la deformación es no lineal. En la mayoría de los materiales, el límite elástico y el límite proporcional están bastante cercanos; sin embargo, ni los valores del límite elástico ni del límite proporcional pueden determinarse con precisión. Los valores medidos dependen de la sensibilidad del equipo utilizado. Por tanto, se definen a un valor de deformación compensado (por lo gral. es de 0.002 o 0.2%).

Después se traza una línea paralela y la intersección de esta línea con la curva de esfuerzo-deformación ingenieriles, se define como la resistencia a la fluencia. El esfuerzo obtenido en la fuerza aplicada más alta es la resistencia a la tensión.

El módulo de elasticidad de young es la pendiente de la curva de esfuerzo-deformación unitaria en la región elástica. La relación entre el esfuerzo y la deformación en la región elástica se le conoce como Ley de Hooke:

La razón de Poisson, v, relaciona la deformación elástica longitudinal producida por un esfuerzo de tensión sencillo o un esfuerzo de compresión con la deformación lateral que ocurre de manera simultánea. El módulo de resiliencia es el área contenida bajo la proción elástica de una curva de esfuerzo-deformación. Es la energía elástica que absorbe un material durante la carga y que se libera de manera subsecuente cuando se elimina la carga.

Ejercicio Calcule el módulo de elasticidad de young de la aleación de aluminio para la que se muestra la curva esfuerzo- deformación ingenieriles. Calcule la longitud de una barra de longitud inicial de 50 pulg, cuando se aplica un esfuerzo de tensión de 30 000 psi.