Esfuezo deformacion. ley de hooke

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Esfuerzo-Deformación
Esfuerzo.- Carga sobre una probeta dividida por el área en la que actúa. Tal como se usa en la mayoría de los ensayos mecánicos, el esfuerzo se basa en el área de sección original sin tener en cuenta los cambios en el área debidos a la carga aplicada. Esto a veces se denomina esfuerzo convencional o de ingeniería. El esfuerzo verdadero es igual a la carga dividida por elárea de sección instantánea en la que actúa.

Deformación.- Cambio por unidad de longitud en una dimensión lineal de una pieza o probeta, normalmente expresado en un porcentaje de deformación; tal como se usa en la mayoría de los ensayos mecánicos, se basa en la longitud original de la probeta. La deformación natural o verdadera se basa en la longitud instantánea, y es igual a: en X l lo , donde les la longitud instantánea y lo es la longitud original de la probeta. La deformación de corte es el cambio
en el ángulo entre dos líneas que originalmente estaban en ángulo recto.

Las propiedades mecánicas describen como se comporta un material cuando se le aplican fuerzas externas.
Para propósitos de análisis, las fuerzas externas que se aplican sobre un material se clasifican así:

1.Fuerzas en tensión. La fuerza aplicada intenta estirar al material a lo largo de su línea de acción.

2. Fuerzas en comprensión. La fuerza aplicada intenta comprimir o acortar al material a lo largo de su línea de acción.

3. Fuerza en cortante. Las fuerzas se aplican de tal forma que intentan cortar o seccionar al material.

4. Fuerza en torsión. La fuerza externa aplicada intentatorcer al material. La fuerza externa recibe el nombre de torque o momento de torsión.

Cualquier fuerza externa que se aplique sobre un material causa su deformación. Para el caso de una fuerza en tensión, el material se alarga en el sentido de aplicación de la fuerza, y se acorta en la dirección transversal a la fuerza aplicada.

La deformación del material se define como el cambio en lalongitud a lo largo de la línea de aplicación de la fuerza. En forma matemática:
Deformación = ΔL = Lf - Lo
Para estudiar la reacción de los materiales a las fuerzas externas que se les aplican, se utiliza el concepto de esfuerzo.

El esfuerzo tiene las mismas unidades de la presión es decir unidades de fuerza por unidades de área. En el Sistema Métrico se mide en (N/m²), y en el Sistema Inglesse mide en psi (libras/pulg²).

Por lo tanto en esfuerzo y la deformacion ingenieril se definen mediante las siguientes ecuaciones:

Esfuerzo ingenieril=σ=FA0

Deformacion ingenieril=ε=l-l0l0

Donde A0 es el área original de la sección transversal de la probeta antes de iniciarse el ensayo, l0 es la distancia original entre las marcas calibradas y l es la distancia entre las mismas, despuésde haberse aplicado la fuerza F.

Máquina para ensayo por tracción

Se utiliza para determinar el comportamiento de los materiales bajo cargas cuasi-estáticas de tensión y compresión, obteniendo sus gráficos de esfuerzo-deformación y su módulo de elasticidad (módulo de Young). Con esta información podemos determinar que tan elástico o plástico será el comportamiento de un material bajo laacción de una fuerza axial actuando sobre él.

Probeta al inicio del ensayo indicando las medidas iníciales necesarias.

Analizando las probetas después de rotas, es posible medir dos parámetros: El alargamiento final Lf y el diámetro final Df, que nos dará el área final Af.

Curva Esfuerzo-Deformación

De la curva de esfuerzo deformación se obtienen varias propiedades mecánicas en tensiónpara el material.
1.-Resistencia a la fluencia (σy). Es el valor del esfuerzo que debe aplicarse sobre el material para iniciar su deformación permanente.
2.-Modulo de elasticidad (E). Es la pendiente de la línea recta que se forma en la zona elástica de la curva. Para la zona elástica se cumple que σ=Eε
3.-Modulo de resiliencia (Er). Es el valor numérico de área bajo la curva en la zona...
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