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Elasticidad

Hugo Medina Guzmán

CAPÍTULO 1. Elasticidad
INTRODUCCIÓN
Hasta ahora en nuestro estudio de mecánica hemos
asumido que los cuerpos son indeformables; esto no
es cierto, aunque se justifica cuando los efectos de
las deformaciones carecen de importancia.
En este capítulo trataremos sobre los cambios de
forma producidos en un cuerpo cuando está bajo la
acción de una fuerza,esto es, en el sentido del
comportamiento de los materiales bajo la acción de
diversos esfuerzos, iniciándonos en la técnica del
diseño.
PROPIEDADES
MECÁNICAS
DE
LOS
MATERIALES
Muchos materiales cuando están en servicio están
sujetos a fuerzas o cargas. En tales condiciones es
necesario conocer las características del material
para diseñar el instrumento donde va a usarse de tal
formaque los esfuerzos a los que vaya a estar
sometido no sean excesivos y el material no se
fracture. El comportamiento mecánico de un
material es el reflejo de la relación entre su respuesta
o deformación ante una fuerza o carga aplicada.
Hay tres formas principales en las cuales podemos
aplicar cargas: Tensión, Compresión y Cizalladura.

Muestra típica de sección circular para el ensayo detensión - deformación
Durante la tensión, la deformación se concentra en
la región central más estrecha, la cual tiene una
sección transversal uniforme a lo largo de su
longitud. La muestra se sostiene por sus extremos en
la máquina por medio de soportes o mordazas que a
su vez someten la muestra a tensión a una velocidad
constante. La máquina al mismo tiempo mide la
carga aplicadainstantáneamente y la elongación
resultante (usando un extensómetro). Un ensayo de
tensión normalmente dura pocos minutos y es un
ensayo destructivo, ya que la muestra es deformada
permanentemente y usualmente fracturada.

Además en ingeniería muchas cargas son torsionales
en lugar de sólo cizalladura.
Ensayo tensión – deformación
Sobre un papel de registro, se consignan los datos de
la fuerza(carga) aplicada a la muestra que está
siendo ensayada así como la deformación que se
puede obtener a partir de la señal de un
extensómetro. Los datos de la fuerza pueden
convertirse en datos de esfuerzo y así construirse
una gráfica tensión – deformación.
ENSAYO DE TENSIÓN Y DIAGRAMA DE
ESFUERZO – DEFORMACIÓN. El ensayo de
tensión se utiliza para evaluar varias propiedades
mecánicas delos materiales que son importantes en
el diseño, dentro de las cuales se destaca la
resistencia, en particular, de metales y aleaciones.
En este ensayo la muestra se deforma usualmente
hasta la fractura incrementando gradualmente una
tensión que se aplica uniaxialmente a lo largo del eje
longitudinal de la muestra. Las muestras
normalmente tienen sección transversal circular,
aunque tambiénse usan especimenes rectangulares.

Gráfica típica tensión vs deformación
DEFORMACIÓN ELÁSTICA Y PLÁSTICA

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Elasticidad

Hugo Medina Guzmán

Cuando una pieza se somete a una fuerza de tensión
uniaxial, se produce una deformación del material.
Si el material vuelve a sus dimensiones originales
cuando la fuerza cesa se dice que el material ha
sufrido una DEFORMACIÓN ELASTICA. Elnúmero de deformaciones elásticas en un material es
limitado ya que aquí los átomos del material son
desplazados de su posición original, pero no hasta el
extremo de que tomen nuevas posiciones fijas. Así
cuando la fuerza cesa, los átomos vuelven a sus
posiciones originales y el material adquiere su forma
original.
Si el material es deformado hasta el punto que los
átomos no pueden recuperarsus posiciones
originales, se dice que ha experimentado una
DEFORMACIÓN PLASTICA.
DIFERENCIA
ENTRE
LOS
CUERPOS
ELASTICOS Y LOS INELASTICOS. Los
cuerpos elásticos son los cuerpos que después de
aplicarles una fuerza vuelven a su forma normal
mientras que los inelásticos tienen su grado de
elasticidad muy bajo y si los deforman no vuelven a
su forma original.
LEY DE HOOKE.
En la...