Comportamiento mecanico

TEXTO Nº 4
PROPIEDADES Y COMPORTAMIENTO MECÁNICO
Compilado y adaptado de: Donald R. Askeland y Pradeep P. Phulé; Ciencia e Ingeniería de los Materiales; International Thomson Editores; México 2004. Pág.231–238

TEXTO Nº 4

PROPIEDADES Y COMPORTAMIENTO MECÁNICO

¿Alguna vez se preguntó…

* …por qué la masilla Silly Putty®se puede estirar mucho con lentitud, pero se rompe cuando seestira con rapidez?
* …por qué las fibras de vidrio de distintas longitudes tienen distintas resistencias?
* …por qué se puede cargar el peso de un camión de bomberos en cuatro tazas cerámicas de café y, sin embargo, las tazas cerámicas se rompen con facilidad cuando se dejan caer el piso?
* …qué materiales y factores afines desempeñaron un papel importante en el hundimiento del Titanic?* …qué factores representaron un papel importante en el accidente del transbordador espacial Challenger?
* …qué por qué la pintura de látex se siente más “delgada” al agitarla?
* …por qué algunos metales y plásticos se vuelven frágiles se vuelven frágiles a bajas temperaturas?
* Por qué los aviones tienen una vida finita en servicio?
Las propiedades mecánicas de los materialesdependen de su composición y microestructura. En los capítulos 2,3 y 4 aprendimos que la composición, naturaleza de los enlaces, estructura cristalina y defectos, como dislocaciones, tamaño de grano, etc., de un material tiene una influencia profunda sobre la resistencia y ductibilidad de los materiales. En este capítulo, comenzaremos a evaluar otros factores que afectan las propiedades mecánicas delos materiales, como la forma en que las bajas temperaturas hacen que muchos metales y plásticos se vuelvan frágiles. Las temperaturas bajas contribuyeron a la fragilidad del plástico que se usó en uno de ellos en “O”, causando el accidente del Challenger en 1986.(1) De igual forma, se ha demostrado que la composición química del acero usado en el Titanic y los esfuerzos asociados con lafabricación y la fragilización de ese acero, al someterlo a temperaturas bajas, fueron factores que contribuyeron a la falla del casco del buque(2,3)Algunos investigadores han demostrado que también contribuyeron a esa falla remaches débiles y errores de diseño.
El objeto principal se esté capitulo es presentar los conceptos básicos asociados con las propiedades mecánicas. Aprenderemos términos básicoscomo dureza, esfuerzo, deformación, deformación elástica y plástica, viscoelasticidad, rapidez de deformación, tenacidad a la fractura, fatiga, fluencia, etc. También revisaremos algunos de los procedimientos básicos de ensayo que se usan para evaluar muchas de esas propiedades. Estos conceptos se describirán junto con ejemplos de aplicaciones en el mundo real.

4.1.- IMPORTANCIA TECNOLÓGICAEn muchas de las tecnologías emergentes en la actualidad, se hace hincapié en las propiedades mecánicas de los materiales que se usan. Por ejemplo, en la fabricación de aviones, las aleaciones de aluminio o los materiales compuestos reforzados con carbono, usados para componentes de aviones, deben ser ligeros, resistentes y deben resistir cargas mecánicas cíclicas durante un periodo largo ypredecible (Fig. 6-1).Los aceros empleados en la construcción de estructuras, como en edificios y puentes, deben tener la resistencia adecuada como para que se pueden construir sin poner en peligro la seguridad. Los plásticos para fabricación de tubos, válvulas, pisos, etc., También deben tener una resistencia mecánica adecuada. Los materiales como
Figura 6-1 Los aviones, como el que aquí semuestra, usan aleaciones de aluminio y materiales compuestos reforzados con fibra de carbono. (Cortesía de Getty Images)

Figura 6–2 Los materiales que se usan en los equipos deportivos deben ser ligeros, rígidos, tenaces y deben resistir impactos.

Grafito pirolítico o las aleaciones de cobalto, como y tungsteno, que se usan como prótesis en válvulas cardiacas, no deben fallar.(4) En forma...