Materiales

CURVA INGENIERIL Y REAL
La relación entre esfuerzo y deformación depende de la composición química, del tratamiento térmico y del método de fabricación. Se pueden obtener dos tipos de curvas al graficar esfuerzo-deformación, estas son:

Curva de esfuerzo – deformación ingenieril

Figura 1. Curva ingenieril
La curva de esfuerzo – deformación ingenieril se obtiene a partir de los datos decarga – elongación, P-∆L, de la manera siguiente, el esfuerzo ingenieril se obtiene dividiendo la carga, P, en cada momento, entre el área original del espécimen, A0. La deformación ingenieril se obtiene dividiendo la elongación, ∆L, en cada instante, entre la longitud de calibre original, L0. Por tanto, cada punto de la curva de P-∆L se convierte en s y e mediante las formulas:
s=PA0
Y,
e=∆LL0Los puntos convertidos que se utilizan para trazar la curva s-e, que tiene fundamentalmente la misma forma que la curva P-∆L.
Las curvas de los materiales s-e de los materiales dúctiles muestran tres partes características:
* Una porción lineal inicial que se conoce como la región elástica. Parte A
* Una porción cuya pendiente disminuye continuamente a medida que el esfuerzo aumenta hastaque la pendiente se hace cero (conocida como la región de endurecimiento por deformación). Parte B
* Una porción donde el esfuerzo se reduce y donde el espécimen se adelgaza y exhibe deformación no uniforme hasta que se rompe. Parte C.
La porción inicial lineal refleja la respuesta del material de acuerdo con la ley Hooke para deformaciones pequeñas:
s=Ee
Por tanto, si se incrementa lasensibilidad de la deformación en esta región, el modulo de Young del material es la pendiente de esta porción lineal inicial. Si el material se alarga en esta región, se comporta elásticamente, lo que significa que el material recuperara su forma original cuando se elimine el esfuerzo. En otras palabras, un material no cambia de forma si el esfuerzo aplicado esta en porción lineal. En términos de lacurva s-e, e volverá a ser cero cuando se retire la carga o esfuerzo. La deformación en esta región se describe como una deformación elástica.
Cuando pase de la porción lineal a la segunda región, el material experimenta una deformación plástica, lo que significa que se produce un cambio de forma permanente después que se retira la carga. En este caso el cambio de forma se refleja en unaextensión permanente de la longitud, ∆l o e. En términos del diagrama s-e, la e no regresa a cero cuando se retira la carga o esfuerzo. El valor de e cuando s = 0 se conoce como deformación permanente.

Curva de esfuerzo verdadero – deformación verdadera
El esfuerzo verdadero se define como la carga dividida entre el área real o instantánea:
σ=PAinst (1)
La deformaciónverdadera se define como:
dϵ=dLLinst (2)
ϵ= L0LdLL=lnLL0 (3)
Por tanto, para convertir la curva P- ∆V en una curva de esfuerzo verdadero-deformación verdadera se obtiene, para cada punto (P, ∆V),
L=L0 +∆L (4)
Y se determina ϵ con la ecuación 3. De la ecuación A0L0=AL= constante, se obtiene el área instantánea, con la cual se determina a partir de laecuación:
% RA=A0-AFA0*100.
Comparando, en la figura 2 se muestran esquemas de las curvas s-e y σ-ϵ. La curva σ-ϵ aumenta de manera continua hasta la fractura.

Figura 2.Comparación de las curvas típicas de tracción nominales (también denominadas de ingeniería) y reales (también denominadas verdaderas). La estricción comienza en el punto M en la curva nominal, lo cual corresponde al punto M”sobre la curva real. La curva de tracción corregida toma en consideración el estado complejo de tensiones dentro de la región donde se forma la estricción
Debido a la importancia del esfuerzo de fluencia, o verdadero, en las operaciones de metalistería, se han hecho numerosos esfuerzos para ajustar una ecuación matemática a la curva σ- ϵ. La ecuación que mejor se ajusta a la aparte de...