materiales

























INTRODUCCION

Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto. Durante lo largo de nuestras vidas los materiales han sido de gran utilidad para mejorar nuestra calidad de vida. Los materiales forman productos y éstos se hallan en todas partes de nuestro entorno; debido al avance de la tecnología cada día podemosobservar la creación de nuevos materiales.

Si observamos varios de los objetos que nos rodean, nos daremos cuenta que todos ellos tienen formas diferentes y que no podemos encontrarlos en la naturaleza tal como están porque han sido transformados a partir de diversas materias primas hasta llegar a la forma que observamos.

El comportamiento de los materiales queda definido porsu estructura. A nivel microscópico, la estructura electrónica de un átomo determina la naturaleza de los enlaces atómicos que a su vez contribuye a fijar las propiedades de un material dado.
En forma general, las propiedades se separan para su estudio en dos grandes ramas: propiedades físicas y propiedades mecánicas.

Propiedades físicas: Dependen de la estructura y procesamiento delmaterial. Describen características como color, conductividad eléctrica o térmica, magnetismo y comportamiento óptico, generalmente no se alteran por fuerza que actúan sobre el material.

Propiedades mecánicas: Describen la forma en que un material soporta fuerzas aplicadas, incluyendo fuerzas de tensión, compresión, impacto, cíclicas o de fatiga, o fuerzas a altas temperaturas. Acontinuación, se definen las que mencionaremos más adelante.
Las anteriores propiedades mecánicas se valoran con exactitud mediante ensayos mecánicos:
- Ensayo de tracción: Ofrece una idea aproximada de la tenacidad y elasticidad de un material.

Cuando en este cálculo se emplea el área inicial de la probeta, el esfuerzo resultante se denomina esfuerzo nominal (esfuerzo convencional o esfuerzode ingeniería). Se puede calcular un valor más exacto del esfuerzo axial, conocido como esfuerzo real.
La deformación unitaria axial media se determina a partir del alargamiento medido "d "entre las marcas de calibración, al dividir d entre la longitud calibrada L0. Si se emplea la longitud calibrada inicial se obtiene la deformación unitaria nominal (e ):

Después de realizar una prueba detensión y de establecer el esfuerzo y la deformación para varias magnitudes de la carga, se puede trazar un diagrama de esfuerzo contra deformación. Tal diagrama es característico del material y proporciona información importante acerca de las propiedades mecánicas y el comportamiento típico del material.
En la figura 1.3 se muestra el diagrama esfuerzo deformación representativo de los materialesdúctiles. El diagrama empieza con una línea recta desde O hasta A. En esta región, el esfuerzo y la deformación son directamente proporcionales, y se dice que el comportamiento del material es lineal. Después del punto A ya no existe una relación lineal entre el esfuerzo y la deformación, por lo que el esfuerzo en el punto A se denomina límite de proporcionalidad. La relación lineal entre elesfuerzo y la deformación puede expresarse mediante la ecuación s = Ee , donde E es una constante de proporcionalidad conocida como el módulo de elasticidad del material. El módulo de elasticidad es la pendiente del diagrama esfuerzo-deformación en la región linealmente elástica y su valor depende del material particular que se utilice.








Diagrama esfuerzo-deformación de materialesdúctiles en tensión


La ecuación s = Ee se conoce comúnmente como ley de Hooke.
Al incrementar la carga más allá del límite de proporcionalidad, la deformación empieza a aumentar más rápidamente para cada incremento en esfuerzo. La curva de esfuerzo deformación asume luego una pendiente cada vez más pequeña, hasta que el punto B de la curva se vuelve horizontal. A...