La Vida

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
FISICA II
PROF. DANILO GOMEZ PEÑAHERRERA
2012-I
PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES
Muchos materiales cuando están en servicio están sujetos a fuerzas o cargas. En tales
condiciones es necesario conocer las características del material para diseñar el instrumento
donde va a usarse de tal forma que los esfuerzos a los que vaya a estar sometido no seanexcesivos y el material no se fracture. El comportamiento mecánico de un material es el reflejo
de la relación entre su respuesta o deformación ante una fuerza o carga aplicada.
Hay tres formas principales en las cuales podemos aplicar cargas: Tensión, Compresión y
Cizalladura ó Cortante. Además en ingeniería muchas cargas son torsionales en lugar de sólo
cizalla.

Tipos de fuerzas o cargasaplicadas a los materiales.
a) ilustración esquemática de cómo una fuerza de tensión produce una elongación y
una deformación positiva lineal. Las líneas punteadas representan la forma antes de la
deformación; las líneas sólidas representan el cuerpo depuse de la deformación.
b) Ilustración esquemática de cómo una carga de compresión produce contracción y
deformación lineal negativa.
c)Representación esquemática de esfuerzo de Cizalladura ó Cortante.
d) Representación esquemática de deformación torsional producida por un torque T.
CONCEPTOS DE TENSIÓN Y DEFORMACIÓN
ESFUERZO. Consideremos una varilla cilíndrica de longitud lo y una sección transversal de
área Ao sometida a una fuerza de tensión uniaxial F

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Por definición, el esfuerzo de ingeniería en la barra es igual al cociente entre la fuerza de
tensión uniaxial media F y la sección transversal original Ao de la barra.

Deformación o alargamiento: Cuando se aplica a una barra una fuerza de tensión uniaxial, tal
como se muestra en la figura, se produce una elongación de la varilla en la dirección de la
fuerza. Tal desplazamiento sellama deformación. Por definición, la deformación originada por
la acción de una fuerza de tensión uniaxial sobre una muestra metálica, es el cociente entre el
cambio de longitud de la muestra en la dirección de la fuerza y la longitud original.

Donde: l es la longitud después de la acción de la fuerza lo es la longitud inicial de la pieza
Como puede deducirse de la fórmula, la deformaciónes una magnitud adimensional. En la
práctica, es común convertir la deformación en un porcentaje de deformac ión o porcentaje de
elongación.

DEFORMACIÓN ELÁSTICA Y PLÁSTICA
Cuando una pieza se somete a una fuerza de tensión uniaxial, se produce una deformación del
material. Si el material vuelve a sus dimensiones originales cuando la fuerza cesa se dice que
el material ha sufrido unaDEFORMACIÓN ELASTICA. El número de deformaciones elásticas
en un material es limitado ya que aquí los átomos del material son desplazados de su posición
original, pero no hasta el extremo de que tomen nuevas posiciones fijas. Así cuando la fuerza
cesa, los átomos vuelven a sus posiciones originales y el material adquiere su forma original.
Si el material es deformado hasta el punto que los átomos nopueden recuperar sus posiciones
originales, se dice que ha experimentado una DEFOR MACIÓN PLASTICA.

Gráfica típica tensión vs deformación

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Las propiedades mecánicas que son de importancia en ingeniería y que pueden deducirse del
ensayo tensión – deformación son las siguientes:
1. Módulo de elasticidad2. Límite elástico a 0,2%
3. Resistencia máxima a la tensión
4. Porcentaje de elongación a la fractura
5. Porcentaje de reducción en el área de fractura

1. Módulo de elasticidad
En la primera parte del ensayo de tensión, el material se deforma elásticamente, o sea que si
se elimina la carta sobre la muestra, volverá a su longitud inicial. Para metales, la máxima
deformación elástica es...