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UNIDAD 7





COMPORTAMIENTO DE

MATERIALES

BAJO ESFUERZO.




















  P A











Se define esfuerzo cortante 

(tau), como la fuerza de corte por unidad de área, matemáticamente


F
P  
A c


F : fuerza interna que tiende a cortar al

remache

AC : área quesoporta la fuerza.


Deformación total

En ingeniería es muy importante el diseño de estructuras y máquinas que funcionen en la región elástica, ya que se evita la deformación plástica.
















  
L




La relación lineal entre el esfuerzo y la deformación unitaria en una barra

sometida a tensión o compresión se expresa mediante la ley de Hooke.Ley de Hooke:  = E 


  P

y  
l  
   P L
A l0 L A E


P : carga aplicada a la barra

A : área de la sección (constante) L : longitud barra
E : módulo de elasticidad

 : deformación total (alargamiento por fuerza externa)









Es muy importante recordar que la ecuación
  P L

puede aplicarsedirectamente si: A E


• La sección transversal de la barra es constante.


• La fuerza interna P, no varía en dirección axial.


• El material es isótropo (tiene las mismas propiedades elásticas en

cualquier dirección)


• Si el material es homogéneo.






 Falla : estado o condición del material por el cualuna pieza o una

estructura no satisfacen la función para la cual fue diseñada


• Falla por deformación (módulo de elasticidad, esfuerzo de cedencia, límite elástico)

• Falla por fractura (esfuerzo de ruptura)


• Falla por fatiga (esfuerzo límite de fatiga)


• Falla por creep


• Falla por impacto (tenacidad al impacto)


















Falla deMateriales
Dúctil

• deformación que cause interferencia con otras piezas

• deformación permanente,
modificando sus dimensiones originales








Frágil




Esfuerzo a la cedencia

• fractura de pieza

Esfuerzo de ruptura





¿Cómo tomar como base de sus cálculos al esfuerzo de f luencia de un

material, si este valor es el promedio que reporta un fabricante después dehacer numerosas prueba?

¿Quién garantiza que el valor reportado será más alto que el que representa el material de la pieza?

¿Cuántos factores como elevación de temperatura, exceso de carga en un momento dado y operación incorrecta de la maquinaria no se han considerado?









Todas estas y muchas mas interrogantes llevan a la conclusión de que

un diseño no puede estar basadoen el esfuerzo que produzca falla, sino que debe existir un margen de seguridad para que el esfuerzo real pueda incrementarse por factores imprevistos y no se produzca la falla del material









Esfuerzo y factor de seguridad


 Los factores a considerar en un diseño ingenieril incluye: la funcionalidad, resistencia, apariencia, economía y protección ambiental.

 Enmetalurgia mecánica, el principal interés es la resistencia, es

decir, la capacidad del objeto para soportar o transmitir cargas.




Factor de seguridad






La resistencia verdadera de una estructura debe exceder la resistencia

requerida.

La razón de la resistencia verdadera con la resistencia requerida se llama factor de seguridad n






n  res is tencai res istencai
verdadera requerida

1,0 < n < 10








Esfuerzo de trabajo, esfuerzo permisible o esfuerzo de
diseño





Material dúctil Material frágil
T = Esfuerzo de trabajo.

F = Esfuerzo de f luencia.
F
T 
n
R
T 
n



R = Esfuerzo de ruptura.

n = Coeficiente de seguridad.





Generalmente, el fijar un factor de seguridad, es un asunto de...