Ing naval

UNIVERSIDAD VERACRUZANA
ENGINEERING FACULTY



PROGRAMA EDUCATIVO
INGENIERIA NAVAL

EXPERIENCIA EDUCATIVA
FUNDAMENTOS DE MECANICA DE MATERIALES

DOCENTE
Ing. Esperanza Salazar

ENSAYO
PROPIEDADES DE DISEÑO DE MATERIALES

POR
C. Carlos Espinoza E

INTRODUCCION
El estudio de la resistencia de los materiales requiere un conocimiento de cómo las fuerzas y los momentosexternos afectan a los esfuerzos y deformaciones desarrolladlas en el material de un miembro de carga. Para poner en uso práctico este conocimiento, sin embargo, un diseñado debe de saber como tales esfuerzos y deformaciones puede ser soportado con seguridad por el material. De este modo, las propiedades de los materiales en relación con el diseño deben ser comprendidas junto con el análisisrequerido para determinar la magnitud de los esfuerzos y deformaciones.
En este trabajo presentamos información con respecto a los materiales más frecuentemente utilizados en la fabricación de componentes de estructuras y dispositivos mecánicos, enfatizando las propiedades de diseño de los materiales, en lugar de su estructura metalúrgica o composición química. Aunque es cierto que un conocimientocompleto de la estructura de los materiales es de ayuda para el diseñador, es más importante saber cómo se comportan los materiales cuando soportan cargas.
En primer lugar, abordaremos las propiedades de diseño de los materiales que afectan el desempeño del producto. Enseguida se describen una amplia variedad de metales, incluidos el carbón y aleaciones de acero, el acero inoxidable, aceroestructural, hierro fundido, aluminio, cobre, latón, bronce, zinc, magnesio, titanio y algunas aleaciones de níquel.
Los no metales presentados incluyen madera, concreto, plásticos y compuestos. Se analiza la forma en que el comportamiento de estos de estos materiales difiere de la de la de los metales junto con algunas de sus propiedades especiales.
PROPIEDADES DE DISEÑO DE MATERIALES
La selección demateriales requiere la consideración de muchos factores, tales como: resistencia, tenacidad a la fractura, apariencia, rigidez, maquinabilidad, costo, peso, soldabilidad, disponibilidad y compatibilidad con el ambiente en el que el producto debe de operar.
RESISTENCIA A LA TENSION Y A LA CEDENCIA.
Los datos e referencia que contienen las propiedades mecánicas de los metales casi siempre incluyenla resistencia a la tensión y a la cedencia del metal. La comparación de los esfuerzos reales en una pieza, con la resistencia a la tensión o a la cedencia del material del cual está hecha la pieza es el método usual de evaluar la conveniencia del material para soportar las cargas aplicadas con seguridad.
fig. 1:1 Maquina de prueba para obtener el esfuerzo de tensión.
La resistencia a latensión y la resistencia a la cedencia se determinan probando una muestra del material en una maquina de ensayo de tensión, como la mostrada la fig.1:1. Una barra redonda o tira plana se coloca en las mordazas superior e inferior. La figura 1:2 muestra una fotografía de una probeta típica a tensión. Se aplica una tensión lenta y constantemente a la muestra, alagándola hasta que se rompe. Durante laprueba se traza una grafica que muestra la relación entre el esfuerzo en la muestra y la deformación o deformación unitaria.
fig. 1: 2 Probeta para prueba de tensión.
La grafica de esfuerzo contra deformación es una línea recta, lo que indica que el esfuerzo es directamente proporcional a la deformación.
Desde el punto A en el diagrama, la curva ya no es una línea recta; este punto sellama límite proporcional. A medida que se incrementa la carga de forma continua en la muestra, se llega a un punto llamado límite elástico, marcando B en la grafica. Con esfuerzos por debajo de este punto, el material recobrara su tamaño y forma originales al desaparecer la carga. Con esfuerzos mayores, el material se deforma permanentemente. El punto de cedencia o límite elástico es el...