Propiedades Elasticas
Páginas: 13 (3005 palabras)
Publicado: 2 de mayo de 2013
1: ELASTICIDAD
1.1 INTRODUCCIÓN
En física el término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.
Desde el punto de vista microscópico la elasticidad tiene su origen en las fuerzas intermoleculares.En un sólido las moléculas ocupan posiciones que hacen mínima la energía potencial del sólido. Si aplicamos una fuerza al sólido, ésta realiza un trabajo para alterar la posición de las moléculas del sólido, aumentando por tanto su energía potencial. Cuando la fuerza deja de actuar el sistema tiende a adoptar de nuevo la configuración de mínima energía potencial, siendo las fuerzas internas lasencargadas de producir el reajuste necesario de las posiciones moleculares.
1.2 Esfuerzo o Tensión SIMPLE
Las fuerzas internas de un elemento están ubicadas dentro del material por lo que se distribuyen en toda el área; justamente se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, la cual se denota con la letra griega sigma (σ) y es un parámetro que permite comparar la resistencia de dosmateriales.
σ = F/ A (1.1)
Dónde: F ≡ Fuerza axial; debe ser perpendicular al área analizada y aplicada en el centroide del área para así tener un valor de σ constante que se distribuye uniformemente en el área aplicada.
A ≡ Área de la sección transversal.
Unidades
El esfuerzo utiliza unidades defuerza sobre unidades de área, en el sistema internacional (SI) la fuerza es en Newton (N) y el área en metros cuadrados (m2), el esfuerzo se expresa por N/m2 o pascal (Pa). Esta unidad es pequeña por lo que se emplean múltiplos como el kilo pascal (kPa), mega pascal (MPa) o gigapascal (GPa).
1.3 Deformación O DEFORMACIÓN UNITARIA
Una barra sometida a una fuerza axial de tracción aumentarasu longitud inicial; se puede observar que bajo la misma carga pero con una longitud mayor este aumento o alargamiento se incrementará también. Por ello definir la deformación (ε) como el cociente entre el alargamiento ΔL y la longitud inicial Lo, indica que sobre la barra la deformación es la misma porque si aumenta L también aumentaría ΔL. Matemáticamente la deformación sería:
εL = ΔL / Lo(1.2)
ΔL = L - Lo
Al observar ésta ecuación se obtiene que la deformación sea un valor a dimensional.
1.4 COEFICIENTE DE POISSON
Cuando una nuestra cilíndrica se somete a tracción, además de sufrir un estiramiento en la dirección de la fuerza aplicada, la muestra sufre un estrechamiento en sus dimensiones transversales. Sidenominamos con d el diámetro de una muestra cilíndrica, por efecto del esfuerzo aplicado, el mismo disminuirá en una magnitud Δd.
Definimos la deformación transversal εT =Δd/d. En general εT es proporcional a εL, esto es:
εT = μ εL
Luego,
µ = εT /εL (1.3)
La constante μ, se denomina coeficiente de deformación transversal ocoeficiente de Poisson y es adimensional.
1.5 Diagrama esfuerzo – deformación
El ensayo de tracción es uno de los más importantes para determinar las propiedades mecánicas de los materiales. El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilíndrica o prismática de dimensiones normalizadas (estándar) a un esfuerzo de tracción continuo (tendencia a estirar el material). En la figura 1.2 semuestra una máquina de tracción en la cual se realiza un ensayo de tracción.
Representando el esfuerzo en función de la deformación unitaria para una muestra (probeta) de un determinado metal obtenemos una curva característica semejante a la que se muestra en la figura 1.3.
Durante la primera parte de la curva, el esfuerzo es proporcional a la deformación unitaria,...
1: ELASTICIDAD
1.1 INTRODUCCIÓN
En física el término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.
Desde el punto de vista microscópico la elasticidad tiene su origen en las fuerzas intermoleculares.En un sólido las moléculas ocupan posiciones que hacen mínima la energía potencial del sólido. Si aplicamos una fuerza al sólido, ésta realiza un trabajo para alterar la posición de las moléculas del sólido, aumentando por tanto su energía potencial. Cuando la fuerza deja de actuar el sistema tiende a adoptar de nuevo la configuración de mínima energía potencial, siendo las fuerzas internas lasencargadas de producir el reajuste necesario de las posiciones moleculares.
1.2 Esfuerzo o Tensión SIMPLE
Las fuerzas internas de un elemento están ubicadas dentro del material por lo que se distribuyen en toda el área; justamente se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, la cual se denota con la letra griega sigma (σ) y es un parámetro que permite comparar la resistencia de dosmateriales.
σ = F/ A (1.1)
Dónde: F ≡ Fuerza axial; debe ser perpendicular al área analizada y aplicada en el centroide del área para así tener un valor de σ constante que se distribuye uniformemente en el área aplicada.
A ≡ Área de la sección transversal.
Unidades
El esfuerzo utiliza unidades defuerza sobre unidades de área, en el sistema internacional (SI) la fuerza es en Newton (N) y el área en metros cuadrados (m2), el esfuerzo se expresa por N/m2 o pascal (Pa). Esta unidad es pequeña por lo que se emplean múltiplos como el kilo pascal (kPa), mega pascal (MPa) o gigapascal (GPa).
1.3 Deformación O DEFORMACIÓN UNITARIA
Una barra sometida a una fuerza axial de tracción aumentarasu longitud inicial; se puede observar que bajo la misma carga pero con una longitud mayor este aumento o alargamiento se incrementará también. Por ello definir la deformación (ε) como el cociente entre el alargamiento ΔL y la longitud inicial Lo, indica que sobre la barra la deformación es la misma porque si aumenta L también aumentaría ΔL. Matemáticamente la deformación sería:
εL = ΔL / Lo(1.2)
ΔL = L - Lo
Al observar ésta ecuación se obtiene que la deformación sea un valor a dimensional.
1.4 COEFICIENTE DE POISSON
Cuando una nuestra cilíndrica se somete a tracción, además de sufrir un estiramiento en la dirección de la fuerza aplicada, la muestra sufre un estrechamiento en sus dimensiones transversales. Sidenominamos con d el diámetro de una muestra cilíndrica, por efecto del esfuerzo aplicado, el mismo disminuirá en una magnitud Δd.
Definimos la deformación transversal εT =Δd/d. En general εT es proporcional a εL, esto es:
εT = μ εL
Luego,
µ = εT /εL (1.3)
La constante μ, se denomina coeficiente de deformación transversal ocoeficiente de Poisson y es adimensional.
1.5 Diagrama esfuerzo – deformación
El ensayo de tracción es uno de los más importantes para determinar las propiedades mecánicas de los materiales. El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilíndrica o prismática de dimensiones normalizadas (estándar) a un esfuerzo de tracción continuo (tendencia a estirar el material). En la figura 1.2 semuestra una máquina de tracción en la cual se realiza un ensayo de tracción.
Representando el esfuerzo en función de la deformación unitaria para una muestra (probeta) de un determinado metal obtenemos una curva característica semejante a la que se muestra en la figura 1.3.
Durante la primera parte de la curva, el esfuerzo es proporcional a la deformación unitaria,...
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