Propiedades Mecánicas Delos Materiales

UNIVERSIDAD DEL BÍO BÍO
FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE MECANICA

Tema Capítulo I Profesor

: Propiedades Mecánicas de los Materiales : Mikell P. Groover. : Federico Grossmann.

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PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES

CONTENIDO DEL CAPÍTULO

3.1 Relaciones esfuerzo-deformación 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.2 Dureza 3.2.1 3.2.2 Ensayos de dureza Dureza devarios materiales Propiedades en tensión Propiedades en compresión Doblado y ensayo de materiales frágiles Propiedades por cortante

3.3 Efecto de la temperatura en las propiedades 3.4 Propiedades de los fluidos 3.5 Comportamiento viscoelástico de los polímeros

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INTRODUCCIÓN

Las propiedades mecánicas de los materiales determinan su comportamiento cuando se les sujetaa esfuerzos mecánicos. Estas propiedades incluyen el módulo de elasticidad, ductilidad, dureza y varias medidas de resistencia. Las propiedades mecánicas son importantes en el diseño, porque el funcionamiento y desempeño de los productos dependen de su capacidad para resistir deformaciones bajo los esfuerzos que enfrentan en el servicio. En diseño, el objetivo general para el producto es resistiresos esfuerzos sin un cambio significativo en su geometría. Esta capacidad depende de propiedades como el módulo de elasticidad y la resistencia a la fluencia. En manufactura el objetivo es diametralmente opuesto; aquí necesitamos aplicar esfuerzos que excedan la resistencia a la fluencia del material a fin de alterar su forma. Los procesos mecánicos como el conformado y maquinado logran sucometido porque desarrollan fuerzas que exceden a la resistencia del material a la deformación. Entonces surge la siguiente disyuntiva: las propiedades mecánicas que son deseables para el diseñador, tal como una alta resistencia, hacen generalmente más difícil la manufactura del producto; por tanto, es conveniente que el ingeniero de manufactura tome en cuenta los objetivos del diseño, y que eldiseñador tenga en cuenta los objetivos de la manufactura. En este capitulo examinamos las propiedades mecánicas de los materiales. Las limitaciones de espacio y alcance nos restringen a considerar únicamente las propiedades Mas relevantes en manufactura.

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3.1

RELACIONES ESFUERZO-DEFORMACIÓN

Hay tres tipos de esfuerzos estáticos a los que se pueden someter los materiales:de tensión, de compresión y de corte. Los esfuerzos de tensión tienden a alargar el material, los de compresión tienden a comprimirlo y los de corte implican fuerzas que tienden a deslizar porciones adyacentes de material una sobre otra. La curva de esfuerzo contra deformación es la relación básica que describe las propiedades mecánicas de los materiales en sus tres tipos. 3.1.1 Propiedades entensión

El ensayo de tensión es el más usado para estudiar la relación esfuerzodeformación, particularmente en los metales. En este ensayo se aplica una fuerza que jala el material tendiendo a elongarlo y a reducir su diámetro, tal como se ilustra en la figura 3.1(a). Las normas de la ASTM (American Society for Testing and Materials) especifican la preparación del espécimen de prueba y elprocedimiento para el ensayo. El espécimen y montaje típicos del ensayo se ilustran en la figura 3.1(b) y (c) respectivamente. El espécimen de prueba inicial tiene una longitud original L0 y un área A0. La longitud se mide por la distancia entre las marcas de calibración; y el área, por la superficie de la sección transversal del espécimen. Durante el ensayo de un metal el material se estira, luego seforma una estricción (o cuello) y finalmente se fractura como se muestra en la figura 3.2. La carga y el cambio de longitud del espécimen se registran conforme avanza el ensayo, ambos datos son necesarios para determinar las relaciones esfuerzo-deformación. Hay dos tipos de curvas de esfuerzo contra deformación: 1) esfuerzo contra deformación ingenieril y 2) esfuerzo contra deformación real. La...