Propiedades mecánicas de los materiales
MATERIALES
Las propiedades mecánicas describen el comportamiento
del material cuando es sometido a fuerzas mecánicas.
Entre las propiedades mecánicas más importantes:
• Resistencia
• Dureza
• Ductilidad
• Rigidez
• Tenacidad
DEFORMACIÓN:
-Fenómeno que describe los cambios dimensionales que
sufre un material al estar sometido a fuerzas.• Deformación elástica
• Deformación plástica
•
Deformación elástica:
Cuando al quitar la fuerza el material recupera su
forma original
• Deformación plástica
Cuando al quitar la fuerza el material no recupera su
forma original.
Queda una deformación permanente
Fractura o rotura:
Cuando el material se separa en dos o más partes
Tipos de esfuerzo
►
Esfuerzo detracción
►
Esfuerzo de compresión
►
Esfuerzo de corte o de cizalla:
- Por ejemplo el deslizamiento que se produce entre los naipes de una
baraja cuando la parte superior se desplaza en relación a la inferior
TENSIÓN NOMINAL O CONVENCIONAL
F : Fuerza aplicada
L0 : Longitud inicial
A0 : Área inicial
F
A0
: Tensión nominal o convencional
Unidades:
1 Pa = N/ m21 MPa = 106 Pa = 106 N/
Psi = lb / plg2
1 Psi = 6,89 103 Pa
DEFORMACIÓN NORMAL O CONVENCIONAL:
l - l0
l0
l - l0
%
100
l0
(adimensional)
Coeficiente de Poisson ()
Es un parámetro característico de cada material que indica la
relación entre las deformaciones relativas en sentido
transversal que sufre el material y las deformaciones relativas
en dirección de lafuerza aplicada sobre el mismo.
Se aplica una fuerza de tracción en dirección y, se produce
un alargamiento relativo ey en esa dirección y un acortamiento
relativo ex y ez en las dos direcciones
transversales,
ENSAYOS MECÁNICOS
Las propiedades mecánicas de un material se
determinan a partir de ensayos que se realizan en
un laboratorio intentando reproducir las condiciones
de serviciotracción
impacto
torsión
compresión
ENSAYOS
MECÁNICOS
flexión
creep
corte
fatiga
dureza
Normas
IRAM
Instituto Argentino de
Racionalización de materiales
ASTM
American Society of testing and
Materials
DIN
Deuches Institut Für Normung
BSI
British Standards Institution
ASME
SAE
American Society
Mechanical Engineering
Society AutomotiveEngineers
ENSAYO DE TRACCIÓN
Mide la resistencia del material a la fuerza aplicada.
•
Simple de realizar y poco costoso.
•
Existe una Norma IRAM que lo describe.
Norma IRAM-IAS U 500 102
ASTM E 8- 80
• Determina propiedades mecánicas muy importantes para
el diseño de una pieza
Una muestra de metal se estira, en un tiempo corto, a
velocidad constante hasta la fracturaEsquema del equipo utilizado
probeta
- Se aplica una fuerza (carga) sobre la muestra
- La deformación se obtiene por una señal generada por un
extensómetro
- Se registra la relación entre la carga y la deformación en un
registrador
Montaje experimental
1. Se ajusta la probeta por ambos extremos
2. Es necesario medir la carga aplicada y el alargamiento
de la muestra:
- La fuerzaaplicada se mide con una celda de carga
- El alargamiento de una longitud calibrada se mide con
un extensómetro.
3. La muestra se somete a tracción (típicamente moviendo
un actuador donde está amarrado un extremo de la
probeta, mientras el otro permanece fijo)
4. Se registra la carga y el alargamiento de la probeta
Probetas:
Zona calibrada: La de menor diámetro
Zona de prueba: Entrelas dos marcas
Resultados para un ensayo en una barra de aluminio. Diam: 0,505plg
Calculado
Medido
Carga (lb)
0
1000
3000
5000
7000
7500
7900
8000
7950
7600
Fractura
Long.
Calibrada
(plg)
Tensión
2,000
2,001
2,003
2,005
2,007
2,030
2,080
2,120
2,160
2,205
0
5,000
15,000
25,000
35,000
37,000
39,500
40,000
39,700
38,000
Deformación
0...
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