Resilencia, Tenacidad y Fractura

Resiliencia, Tenacidad y Fractura

9 de marzo de 2006

1.

Resiliencia

´
Este concepto se refiere a la capacidad que los materiales tienen de acumular energ´ el´stica antes de volverseviscosos o entrar en r´gimen de
ıa a
e
fluencia1 .
εy

σ · dε

Ur =

M´dulo de Resiliencia2
o

0

Pero para decidir entre diferentes tanques a presi´n, cerchas o alambres,
o
tenemos quesaber qu´ es la tenacidad.
e

2.

Tenacidad

La tenacidad cuantifica la energ´ total de un material hasta la fractura
ıa
o
´ entalla. En el primer caso, este concepto se utiliza para condicionesest´tia
cas, y el segundo para din´micas.
a
Una entalla es un concentrador de tensiones, como grietas o huecos en materiales, en donde las tensiones aumentan debido a la menor coalescencia
entrelas mol´culas en su proximidad. Por este motivo, algunos materiales
e
d´ctiles pueden fracturarse o agrietarse en entallas. En una entalla el´
u
ıptica,
como el ejemplo de la figura 1, el valorte´rico de la tensi´n en la grieta
o
o
es 2σ0 Lentalla , donde el radio se refiere a la curvatura local de la superficie
rgrieta
1

Desde un punto de vista psicol´gico, este t´rmino se refiere a lacapacidad del ser
o
e
humano para vencer dificultades.
σ2

2

y
Ej 1.Demuestre que esta expresi´n puede aproximarse como: Ur = 2E , si suponemos
o
que para calcular Ur , (cantidad de energ´por unidad de volumen capaz de almacenar un
ıa
material sin riesgo a la deformaci´n permanente) en el caso uniaxial, podemos suponer
o
v´lida la ley de Hooke hasta el punto de fluencia.
a
Soluci´no
Eε2
2
ε
ε
Si σ(ε) = Eε, ∀ε ∈ [0, εy ), entonces, en el caso uniaxial: 0 y σ(ε)dε = 0 y E dε = 2 f
2

1

de la grieta o entalla, y numerador es el tama˜o global caracter´
n
ıstico dela
entalla. Lo mismo cabe decir de la grieta de la figura 3.

Figura 1: Campo de tensiones en la proximidad de un agujero el´
ıptico, con
esfuerzo uniaxial aplicado en la direcci´n y.(a)...