Comportamiento Mecanico De Materiales

CAPÍTULO 3 COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MATERIALES

“ut Tensio sic Vis”

ENSAYO DE TRACCIÓN

Probeta plana

Probeta cilíndrica

Tensión ingenieril

S=F

A0 = área de la sección transversal del fuste de la probeta Deformación ingenieril Tensión verdadera

A0

e = ∆l

l0

σ =FA

A = área real de la sección transversal del fuste en un momento dado Deformación infinitesimalverdadera

dε = dl

l

ε = ln l l 0

σ = S (1 + e )

y

ε = ln(1 + e )

¿Qué forma tienen las curvas tensión ingenieril-deformación?

σ

Hormigón

σ

σu
Tensión

σu σy
Tensión

Acero

ε εy

ε

Deformación

Deformación

La curva tensión-deformación
Tensiones importantes que aparecen en la curva.

• • •

Límite elástico (σy) – a partir de este punto elmaterial deja de comportarse elásticamente, apareciendo, caso de incrementar la tensión, deformaciones remanentes en el material Tensión última o resistencia a tracción (σu) – a partir de este punto, se produce inestabilidad (estricción) Tensión de rotura (σR)

σ σu σR σy

Estricción

ε

Curva tensión-deformación (ingenieril)
σu
pendie nte=E
Resistencia a tracción

3

estricciónLímite elástico

Tensión (F/A)

σy

Endurecimiento por deformación

Rotura 5

2 Dominio Plástico Dominio Elástico

σ =Eε 1

4

Dominio elástico pendiente=módulo de Young límite elástico Dominio plástico tensión última (estricción) endurecimiento por deformación rotura

σy E= ε y (= ε 2 )

Deformación (∆L/Lo)

Curva tensión-deformación (cont)
• Dominio elástico (Puntos1 –2) - Una vez retirada la tensión, el material recupera su forma geométrica original - Existe proporcionalidad entre tensiones y deformaciones σ E= ó σ =Eε ε σ : Tensión (MPa) E : Módulo de elasticidad (Módulo de Young) (MPa) ε : Deformación (adimensional) - Punto 2 : Límite de fluencia: a partir de este punto, si cesa de actuar la tensión, la probeta sufre deformaciones permanentes. (Si sesobrepasara este punto, la probeta no recuperaría sus dimensiones originales)

Curva tensión-deformación (cont)
Dominio plástico (Puntos 2 –3) - Si la tensión supera el límite elástico, el material no recuperará su forma original al descargar. - Aparecen deformaciones permanentes. - Si la probeta fuese descargada en el punto 3, la curva seguiría la línea que une los puntos 3 y 4 que tendríauna pendiente idéntica a la de la que une los puntos 1 y 2. - La distancia entre los puntos 1 y 4 proporciona la deformación permanente.

Curva tensión-deformación (cont)
Endurecimiento por deformación - Si la probeta fuese de nuevo cargada desde el punto 4, la curva sería la que une los puntos 4 y 3, y que tendría una Pendiente idéntica al módulo de elasticidad. - El material poseería, en elpunto 3, un límite elástico mayor. - Este incremento del límite elástico aparente del material, como consecuencia de un proceso de deformación previo, se denomina Endurecimiento por deformación.

Curva tensión-deformación (cont)
• Resistencia a tracción (Punto 3) - En este punto comienza el fenómeno de estricción en el fuste de la probeta. • Rotura (Punto 5) - Si el material sigue siendocargado, la tensión ingenieril parece decrecer (la tensión verdadera crecería), y no existe en la probeta un estado de deformación uniforme. - La rotura física de la probeta se produce en el Punto 5.

¿Qué diferencias observaríamos si dibujáramos la curva tensióndeformación utilizando tensiones y deformaciones ingenieriles o verdaderas?
Tensión verdadera Tensión ingenieril

Tensión

Aquí,sí es importante la distinción

En la zona en la que vamos a trabajar no hay diferencias

Deformación

Ley de Hooke

σ = Eε

E=módulo de Young o de elasticidad

Existen materiales en los que la parte lineal de la curva tensión-deformación no aparece.

Material Acero Hormigón Aluminio

E (GPa) 210 25 70

Material Acero AISI 1020 Aluminio 2024-T6 Aluminio 7076-T61 Titanio 11...