Propiedades Mecanicas de los materiales

PROPIEDADES MECANICAS
DE LOS MATERIALES

De acuerdo a las Leyes de Newton:

A toda acción corresponde una reacción, de manera que cuando se
aplica una fuerza externa a un cuerpo sólido y este permanece
estático, se produce una reacción interna que equilibra la fuerza
externa
La magnitud de la reacción interna es el esfuerzo y la consecuencia
inmediata de la existencia de un esfuerzo esla deformación

Efecto de una fuerza sobre un sólido

σ=

P
A

Esfuerzo.

La magnitud del esfuerzo es directamente
proporcional a F e inversamente proporcional a A

Todos los sólidos son
deformables.
El concepto de sólido rígido es una idealización
útil cuando las deformaciones, por ser muy
pequeñas en términos relativos, no influyen en
los resultados del análisis realizado.Por
ejemplo, en las ecuaciones de equilibrio.

Principios básicos
• Para materiales linealmente elásticos, 
éstas fuerzas internas, que actúan entre 
partículas consecutivas, son 
directamente proporcionales a las cargas 
externas. 
• Las fuerzas externas son:  cargas 
muertas, cargas vivas, cargas dinámicas, 
etc. 

Elasticidad no es lo
mismo que linealidad.
Un material puede tenerun
comportamiento elástico sin tener una
relación lineal entre esfuerzos y
deformaciones.

Esfuerzo
• Esfuerzo
Es la medida de una fuerza actuando en una 
unidad de área de un cuerpo.
El tipo de esfuerzo depende de la dirección de 
la fuerza actuante en relación al área 
resistente (perpendicular o paralela).

Tipos de Esfuerzos
V
P

P

Compresión

Tracción

Corte

PFlexión

P

P

En ingeniería la carga o esfuerzo se mide como:

libras
pu lg adas 2

= psi

1MPa = 145.0377 psi

ki log ramos
centimetro 2
Newton
metro 2

1psi = 0.00689MPa

= Pa

Deformación
• Deformación:
Es el cambio de longitud que sufre un cuerpo, en una 
dirección dada, inmediatamente después de la 
aplicación de las cargas.
Si se evalúa por unidad de longitud, se le llama deformación unitaria.
En un plano, se mide como la variación de un ángulo, 
inicialmente recto, entre dos direcciones del sólido, y 
se denomina deformación angular.

Deformación
• Deformaciones:

ε =

ΔL
L

γ =

Fuerza axial

ΔL

ΔL
L

Fuerza de corte

ΔL

L
L

Las deformaciones lineales están asociadas a
cambios de tamaño (longitud, área, volumen)
delcuerpo, mientras que las deformaciones
angulares producen sólo cambios de forma.

Deformación
• El concepto de deformación unitaria es 
importante para comparar los efectos de las 
fuerzas en cuerpos de diferente tamaño y 
forma.
• La deformación se puede medir en cualquier 
dirección, no sólo en la línea del eje (axial) del 
elemento.  En particular, en las direcciones transversales, perpendiculares a la axial, se 
produce el efecto de Poisson.

Esfuerzo - deformación

Esfuerzo - deformación
• La rigidez es una medida relativa de la resistencia a 
la deformación de un material expuesto a cargas.
• Mientras mayor sea el esfuerzo necesitado para 
producir una deformación determinada, más rígido
será el material.
•Los conceptos de rigidez y flexibilidad son relativos, y 
se establecen por comparación entre los distintos 
materiales.
La propiedad opuesta  a la rigidez es la flexibilidad.

Esfuerzo ‐ deformación
• Tipos de comportamiento ideales:
Lineal elástico.
Elasto‐plástico.
Plástico.

Esfuerzo ‐ deformación
• Tipos de comportamiento reales:
Material dúctil (acero en tracción).
Curva teórica y curva real.
Estricción.

Material frágil(concreto en compresión).

Esfuerzo - deformación

Esfuerzo – deformación real
(Deformación convencional)
Deformació convencional)

escalón por resbalamiento

Curva esfuerzo deformación para una aleación de aluminio
(y algunos aceros pre esforzados)

Curvas tensión deformación de algunos metales y aleaciones

Propiedades típicas
metálicos (rangos)

promedio

de

algunos...