Mecanica de fractura

Área: Ingeniería Materia: Laboratorio de Ensayo de los Materiales Sección: 93 Prf: VESSELINA RADEVA IVANOVA Auxiliares: Betsy Yomali Campsteyn & Guillermo Tema: Mecánica de Fractura. Sustentado por: Junior Andújar 07-0194 Fecha: 17/11/11

Objetivos:
 Conocer y describir las propiedades microestructurales de las fracturas en los materiales: metálicos, cerámicos, vidrios y materialescompuestos.  Explicar por qué para diseño de ingeniería se aplica la resistencia en lugar de la tenacidad.  Conocer el funcionamiento y las partes de distintos tipos de microscopios.

Materiales y equipos utilizados:       Lupa. Materiales de acero. Materiales cerámicos. Aleación de cobre. Aluminio. Madera.

Introducción
La mecánica de fractura es una rama de la mecánica de sólidos que seocupa del estudio de la formación de grietas en materiales. Utiliza métodos analíticos derivados de otras ramas de la mecánica para estudiar los mecanismos que propagan las fuerzas en una grieta, y métodos experimentales relativos a la mecánica de sólidos para determinar las resistencias relativas del material a la fractura. En la ciencia de los materiales se utiliza la mecánica de fractura paraconocer las fallas de los materiales y así poder mejorar el desempeño mecánico de los mismos y sus componentes. Para ello la mecánica de materiales se auxilia en la física de tensión y cortante, en particular las teorías de elasticidad y plasticidad, a los defectos cristalográficos microscópicos de los materiales para predecir la fractura macroscópica mecánica en los cuerpos. Esta ciencia surgiócon los trabajos fundamentales de Griffith(1921,1924) sobre criterios de propagación de grietas en sólidos, basados en conceptos de transformaciones de energía elástica en energía de superficie y por esta razón se conoce como una formulación energética de la mecánica de fractura.

Desarrollo: Parte A 1) Observación de las fracturas. 1.a) Dibuje o fotografíe las diferentes fracturas observadas asimple vista o con lupa y analice.
Roble a flexión Aleación de cobre de baja densidad

Acero a tensión 1

Acero a ensayo impacto.

Observaciones: En las rupturas observadas en los materiales de cobre y acero fueron por ductibilidad, ya que en ambas se puede apreciar una reducción de área. Mientras que en la madera y en el acero a ensayo a impacto las rupturas observadas son porfragilidad. 1.b) Propiedades micro estructurales de características que se asocian con una fractura dúctil de un material. La fractura dúctil comienza con la formación de un cuello y la formación de cavidades dentro de la zona de estrangulamiento. Luego las cavidades se fusionan en una grieta en el centro de la muestra y se propaga hacia la superficie en dirección perpendicular a la tensión aplicada.Cuando se acerca a la superficie, la grieta cambia su dirección a 45° con respecto al eje de tensión y resulta una fractura de cono y embudo. 1.c) Propiedades micro estructurales de características que se asocian con una fractura frágil de un material. La fractura frágil la cual se puede apreciar en la madera de más arriba, tiene lugar sin una apreciable deformación y debido a una rápida propagaciónde una grieta. Normalmente ocurre a lo largo de planos cristalográficos específicos denominados planos de fractura que son perpendiculares a la tensión aplicada. La mayoría de las fracturas frágiles son transgranulares o sea que se propagan a través de los granos. Pero si los límites de grano constituyen una zona de debilidad, es posible que la fractura se propague intergranularmente. Las bajastemperaturas y las altas deformaciones favorecen la fractura frágil. 2) Busque micro estructura, observe, dibuje y analice (presencia de defectos, trayectorias de las grietas, granos, limites de granos, número de tamaño de grano.) Fractura de Acero Cobre deformado plásticamente

Fractura de Polietileno de Alta Densidad (PEAD)

Fractura de Aluminio con 5% de Zirconio

Fractura de ladrillo...