Clase N 2 Diagrama De Tensión Deformación

1.1.- Diagrama Tensión y Deformación (conceptos básicos de la resistencia de materiales 22)
La deformación depende de las cargas externas y consecuentemente de las tensiones y de fuerzas de atracción molecular, es decir, de la estructura interna del material. Para obtener la relación entre tensiones y deformaciones se procede por vía experimental mediante ensayos realizados en el laboratorio,en donde se comprueba, en efecto, que para dos piezas de distintos materiales, de iguales dimensiones y sometidas al mismo estado de cargas, las deformaciones son distintas.
El ensayo más simple que se hace es el de tracción. En este ensayo sometiendo una pieza de dimensiones normalizadas llamada probeta a una carga de tracción que se aumenta gradualmente hasta la rotura.
En la probeta serealizan previamente dos marcas, que determinan una longitud denominada distancia entre puntos, sobre las que se efectúa, por medio de un extensómetro, la medida de los alargamientos.
Si A es la sección de la probeta y P la fuerza aplicada en sus extremos en dirección axial, la fuerza origina en el interior del material un estado de tensiones que se supone constante.



La probeta, debido a latensión, se alarga. La deformada unitaria longitudinal es:


Aumentando progresivamente el valor de P, midiendo ε y llevando los valores a un gráfico, se obtiene para el acero dulce el diagrama tensión-deformación similar al de la figura.



En este diagrama pueden distinguirse ciertas zonas con determinadas características:
a) Período (Zona) Elástico.- Este período queda delimitado por la tensión Se(límite de elasticidad). El límite de elasticidad se caracteriza porque, hasta llegar al mismo, el material se comporta elásticamente, es decir que producida la descarga, la probeta recupera su longitud inicial. En la práctica, este límite se considera como tal cuando en la descarga queda una deformación especifica remanente igual al 0.001 %.
Este período comprende dos zonas: la primera, hasta elSp (límite de proporcionalidad), dónde el material verifica la ley de Hooke. La segunda zona entre Sp y Se, si bien es elástica, no manifiesta proporcionalidad entre tensiones y deformaciones.

En la primera zona:


En la segunda zona:


En general, los límites de proporcionalidad y de elasticidad difieren muy poco entre sí.
b) Período elasto-plástico.- Para tensiones superiores al límiteelástico, la pieza no recobra su dimensión original y la deformación es permanente acorde con la carga aplicada. A medida que aumenta la solicitación, la gráfica disminuye el valor de su tangente, tendiendo a anularse en el tramo final del período, al cual se llega con un valor de tensión que se indica como Sy (tensión de fluencia).
c) Período plástico (fluencia).- Una vez arribado al valor de tensiónSy (límite de fluencia), el material fluye, aumentan las deformaciones sin que existe aumento de tensión. El fenómeno no es tan simple, ya que la tensión oscila entre dos valores cercanos entre sí, denominados límites de fluencia superior e inferior, respectivamente. La tensión de proporcionalidad es aproximadamente 80% la de fluencia










Los experimentos demuestran que durante la fluencia seproducen deslizamientos relativos entre los cristales y en la superficie de la probeta aparecen las llamadas líneas de Chernov - Lüders, que forman con el eje de la misma un ángulo de 45º.
d) Período de endurecimiento y de estricción.- Luego de la fluencia hay un reacomodamiento cristalográfico y el material se endurece e incrementa su resistencia, es decir, admite un incremento de carga. En esteperíodo las deformaciones son muy pronunciadas. La tensión aumenta hasta alcanzar un valor máximo, denominado “tensión de rotura”, a partir del cual la tensión disminuye hasta que alcanza una determinada deformación de rotura, produciéndose la rotura física. La tensión Sut no es en realidad la máxima tensión que se origina en la probeta sometida a carga. En efecto, alcanzado el valor de la...