Materiales

• CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES
Toda la discusión se ha basado en la suposición de que prevalecen en el material dos características, esto es, que tenemos un:
• MATERIAL HOMOGÉNEO:
Que tiene las mismas propiedades elásticas (E, mu) en todos los puntos del cuerpo.
• MATERIAL ISÓTROPO:
Que tiene las mismas propiedades elásticas en todas las direcciones en cada punto del cuerpo. No todoslos materiales son isótopos. Si un material no tiene ninguna clase de simetría elástica se llama anisótropo o, a veces, aeolotropico. En lugar de tener dos constantes elásticas independientes (E, mu) como un material isótropo, esta sustancia tiene 21 constantes elásticas. Si el material tiene tres planos de simetría elástica perpendiculares entre sí dos a dos se dice que es ortotrópico, en cuyocaso el numero de constantes independientes es 9.
• MATERIALES DÚCTILES Y FRÁGILES:
Los materiales metálicos usados en la ingeniería se clasifican generalmente en dúctiles y frágiles. Un material dúctil es el que tiene un alargamiento a tracción relativamente grande hasta llegar al punto de rotura (por ejemplo, el acero estructural o el aluminio), mientras que un material frágil tiene unadeformación relativamente pequeña hasta el mismo punto. Frecuentemente se toma como línea divisoria entre las dos clases de materiales un alargamiento arbitrario de 0.05 cm/cm. La fundición y el hormigón son ejemplos de materiales frágiles.
• EFECTOS INTERNOS DE LAS FUERZAS
• BARRA CARGADA AXIALMENTE:
Probablemente, el caso más sencillo que se puede considerar para empezar es el de una barra metálicainicialmente recta, de sección constante, sometida en sus extremos a dos fuerzas colineales dirigidas en sentidos opuestos y que actúan en el centro de las secciones. Para que haya equilibrio estático, las magnitudes de las fuerzas deben ser iguales. Si están dirigidas en sentido de alejarse de la barra, se dice que ésta esta sometida a tracción, mientras que si actúan hacia la barra, existe unestado de compresión. Bajo la acción de estas dos fuerzas aplicadas se originan otras fuerzas internas dentro de la barra, que pueden estudiarse imaginando un plano que la corte en un punto cualquiera y sea perpendicular a su eje longitudinal.
• DISTRIBUCIÓN DE LAS FUERZAS RESISTENTES:
Llegados a este punto, es necesario hacer alguna hipótesis sobre el modo en que varían estas fuerzasrepartidas, y como la fuerza aplica P actúa en el centro, se suele admitir que son uniformes en toda la sección. Esta distribución probablemente no se dará nunca exactamente, a consecuencia de la orientación caprichosa de los granos cristalinos de que esta compuesta la barra; el valor exacto de la fuerza que actúa en cada elemento de la sección transversal en función de la naturaleza y la orientación de laestructura cristalina en ese punto, pero para el conjunto de la sección la hipótesis de una distribución uniforme da una exactitud aceptable desde el punto de vista de la ingeniería.
• TENSIÓN NORMAL:
En lugar de hablar de la fuerza interna que actúa sobre un elemento de superficie, probablemente es más significativo y más útil para la comparación considerar la fuerza normal que actúa sobre unasuperficie unidad de la sección transversal. La intensidad de la fuerza normal por unidad de superficie se llama tensión normal y se mide en unidades de fuerza por unidad de superficie, kg/cm2. A veces se usa la expresión tensión total para expresar la fuerza resultante axial total, en kilogramos. Si las fuerzas aplicadas a los extremos de la barra son tales que ésta esta sometida a tracción, seestablecen tensiones de tracción en la misma; si esta sometida a compresión, tenemos tensiones de compresión. ES esencial que la línea de aplicación de las fuerzas pase por el centro de cada sección transversal de la barra.
• PROBETAS DE ENSAYO:
La carga axial es frecuente en los problemas de diseño de estructuras y de maquinas. Para simular esta carga en el laboratorio se coloca una probeta...