elasticidad

2011 - 2do Cuatrimestre

INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA
DE MATERIALES

Teorías de la Elasticidad y Plasticidad

Eugenia Blangino
67.16 Ensayos Industriales - FIUBA 2008

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Ensayos mecánicos
Conceptos previos
El objetivo de esta introducción es poner de manifiesto los aspectos ingenieriles de las técnicas
de ensayos mecánicos de los materiales (con énfasis en el comportamiento de losmetales).
Interesará desarrollar los elementos que permiten la interpretación de los ensayos y del efecto de
las variables que en ellos intervienen, más que profundizar en la técnica de realización de los
mismos, que regularmente esta determinada por alguna norma o protocolo.
Los ensayos mecánicos tienen por finalidad proveer información que permita predecir la
respuesta de los materialesfrente a solicitaciones mecánicas externas (fuerzas o momentos).
Estas solicitaciones pueden originarse en el uso de los materiales como componentes o partes de
una estructura o mecanismo, en cuyo caso es necesario conocer los valores límite que pueden
soportar sin fallar a fin de determinar valores de diseño. Asimismo el control de calidad también
es un motivo que lleva a la realización deensayos para la verificación de las propiedades
previstas para un dado material.
Por otra parte, el objetivo puede ser darle a un producto semielaborado con un dado material
alguna forma adecuada para que cumpla determinada función y que -para ello- sea necesario
someterlo a un proceso cuyas características deben ser tales que las condiciones físicas y
mecánicas sean las más convenientes para laobtención del resultado final.
Finalmente durante el desarrollo de nuevos materiales y procesos de elaboración de los mismos,
conocer el comportamiento mecánico que presenta un dado material, como se modifica dicho
comportamiento durante las distintas etapas de fabricación es un móvil para la realización de
ensayos mecánicos.
La finalidad del ensayo es, entonces, caracterizar la respuestamecánica de un material frente a
una solicitación externa.
Los ensayos son experimentos controlados, ya que sobre el procedimiento a seguir, los
dispositivos a utilizar y las probetas que se ensayen, se hacen numerosas hipótesis que buscan
acotar las repuestas que pueden obtenerse, reduciéndolas a estándares.
Es por eso que deben atenerse a normas/protocolos, para que se puedan aplicar fórmulasestandarizadas cuyos resultados sean interpretables en términos del fenómeno que intentan
representar. Sus resultados tienen valor estadístico.
Los cálculos necesarios para obtener los parámetros característicos del comportamiento de un
material bajo las condiciones de ensayo se basan, pues, en el modelo que se haya establecido
para ese material. Por lo tanto, comentaremos brevemente que es unmodelo matemático para un
fenómeno o comportamiento físico:
Entenderemos por modelo matemático al conjunto de relaciones (pueden ser o no ecuaciones)
que permiten describir una idealización de los fenómenos bajo ciertas hipótesis (pueden o no
producir resultados numéricos).
Un modelo matemático consta de un conjunto de variables que describen la situación dada junto
con una o más ecuacionesy/o inecuaciones que relacionan esas variables y que se las supone
válidas. Se utilizan los resultados que se obtienen para predecir situaciones o comportamientos
del mundo real.
Si el modelo es demasiado detallado, puede ser difícil arribar a una solución; si es demasiado
simple, los resultados pueden ser inexactos o aun inútiles. Hay, entonces, un compromiso
inevitable entre lo físicamenterealista y lo matemáticamente viable. Se deben encontrar caminos
para simplificar el modelo matemático sin sacrificar rasgos esenciales de la situación del mundo
real que se intenta describir.

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Dentro de los modelos matemáticos, los modelos numéricos son aquellos que siempre proveen
un resultado numérico (que puede ser exacto o aproximado).
La calibración de los parámetros del...