Propiedades mecanicas
Páginas: 14 (3331 palabras)
Publicado: 14 de junio de 2011
UNIVERSIDAD DEL BIO BIO
FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE MECANICA
Apuntes 2 Profesor Asignatura
: Propiedades Mecánicas, Físicas y Químicas : Federico Grossmann. : Ciencia de los Materiales.
PROPIEDADES MECÁNICAS, FÍSICAS Y QUÍMICAS
1. PROPIEDADES MECÁNICAS La capacidad de los materiales de resistir la acción de los esfuerzos exteriores se caracteriza por sus propiedadesmecánicas. Por lo tanto, al elegirse el material para la fabricación de elementos de máquinas, ante todo se debe tener en cuenta sus propiedades mecánicas ( Resistencia, Elasticidad, Ductilidad, Tenacidad, Resiliencia y Resistencia a la Fatiga ). Estas propiedades se determinan por los resultados de los ensayos mecánicos, durante los cuales los materiales son sometidos a la acción de esfuerzosexteriores (cargas). Los esfuerzos exteriores pueden ser estáticos, dinámicos o cíclicos (repetición variable). La carga en un cuerpo sólido genera esfuerzos y deformación. El Esfuerzo o Tensión Es la magnitud de la carga referida a una unidad de superficie de la sección transversal de la muestra ensayada ( Kg./cm2 ) La Deformación Es el cambio de la forma y las dimensiones de un cuerpo sólido bajo lainfluencia de fuerzas exteriores aplicadas. Se diferencian las deformaciones por tracción o compresión, por flexión, torsión y cizallamiento. En condiciones reales el material puede estar sometido a uno o varios tipos de deformación simultáneamente. Para determinar la resistencia, elasticidad, ductilidad y tenacidad, los materiales se prueban a la tracción estática en forma de probetas de seccióncircular o plana. El ensayo se realiza en máquinas de ensayo de tracción. Como resultado de los ensayos se obtiene el diagrama de tracción, donde en el eje de las abscisas ( X ) se trazan los valores de la deformación y por el eje de las ordenadas ( Y ) las cargas aplicadas a la probeta. La Resistencia Es la capacidad del material a resistir la destrucción bajo la acción de las cargas. Se evalúa porel límite de fluencia y el límite de rotura. Un índice importante de la resistencia del material es también la resistencia específica, que es la relación del límite de resistencia del material a su densidad. El límite de rotura σt (resistencia temporal), es la tensión específica en Pa, N/m2, Kg/cm2, correspondiente a la carga máxima precedente a la destrucción de la probeta:
Pmáx A0
σt = donde: Pmáx A0 : Carga máxima ( N ó Kg ) : Superficie inicial de la sección transversal de la superficie de trabajo de la probeta ( m2 ó cm2 )
La Resistencia real de la rotura (σk) es la tensión determinada por la relación de la carga Pk en el momento de la rotura a la mínima superficie de la sección transversal de la probeta de la rotura Ak
Pk Sk = Ak
El límite de fluencia σt esla tensión mínima ( Mpa ó Kg/cm2 ), para la cuál se deforma la probeta sin un aumento notorio de la carga
σt =
Pt A0
siendo Pt la carga durante la que se observa el plano de fluencia. El plano de fluencia lo tiene fundamentalmente sólo el acero bajo en carbono ( acero SAE 1010/1020 y los latones. Otras aleaciones no tienen plano de fluencia. Para este tipo de materiales se determina ellímite de fluencia (convencional), para el cual el alargamiento residual asciende a 0.2% de la longitud calculada de la probeta
σ
0.2
=
P0.2 A0
La Elasticidad Es la capacidad del material a recuperar su forma inicial y las dimensiones al interrumpirse la acción de la carga Pel y se evalúa por el límite de proporcionalidad σpr y el límite de elasticidad σel. El límite deproporcionalidad σpr es la tensión máxima (Mpa ó Kg/cm2), que una vez superada se pierde la proporcionalidad entre la tensión aplicada y la deformación de la probeta
σ
pr
=
Ppr A0
El límite de elasticidad (convencional) σ0.05 es la tensión convencional en Mpa ó Kg/cm2 , correspondiente a la carga para la cual la deformación residual asciende por primera vez a 0.05 % de la longitud calculada...
FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE MECANICA
Apuntes 2 Profesor Asignatura
: Propiedades Mecánicas, Físicas y Químicas : Federico Grossmann. : Ciencia de los Materiales.
PROPIEDADES MECÁNICAS, FÍSICAS Y QUÍMICAS
1. PROPIEDADES MECÁNICAS La capacidad de los materiales de resistir la acción de los esfuerzos exteriores se caracteriza por sus propiedadesmecánicas. Por lo tanto, al elegirse el material para la fabricación de elementos de máquinas, ante todo se debe tener en cuenta sus propiedades mecánicas ( Resistencia, Elasticidad, Ductilidad, Tenacidad, Resiliencia y Resistencia a la Fatiga ). Estas propiedades se determinan por los resultados de los ensayos mecánicos, durante los cuales los materiales son sometidos a la acción de esfuerzosexteriores (cargas). Los esfuerzos exteriores pueden ser estáticos, dinámicos o cíclicos (repetición variable). La carga en un cuerpo sólido genera esfuerzos y deformación. El Esfuerzo o Tensión Es la magnitud de la carga referida a una unidad de superficie de la sección transversal de la muestra ensayada ( Kg./cm2 ) La Deformación Es el cambio de la forma y las dimensiones de un cuerpo sólido bajo lainfluencia de fuerzas exteriores aplicadas. Se diferencian las deformaciones por tracción o compresión, por flexión, torsión y cizallamiento. En condiciones reales el material puede estar sometido a uno o varios tipos de deformación simultáneamente. Para determinar la resistencia, elasticidad, ductilidad y tenacidad, los materiales se prueban a la tracción estática en forma de probetas de seccióncircular o plana. El ensayo se realiza en máquinas de ensayo de tracción. Como resultado de los ensayos se obtiene el diagrama de tracción, donde en el eje de las abscisas ( X ) se trazan los valores de la deformación y por el eje de las ordenadas ( Y ) las cargas aplicadas a la probeta. La Resistencia Es la capacidad del material a resistir la destrucción bajo la acción de las cargas. Se evalúa porel límite de fluencia y el límite de rotura. Un índice importante de la resistencia del material es también la resistencia específica, que es la relación del límite de resistencia del material a su densidad. El límite de rotura σt (resistencia temporal), es la tensión específica en Pa, N/m2, Kg/cm2, correspondiente a la carga máxima precedente a la destrucción de la probeta:
Pmáx A0
σt = donde: Pmáx A0 : Carga máxima ( N ó Kg ) : Superficie inicial de la sección transversal de la superficie de trabajo de la probeta ( m2 ó cm2 )
La Resistencia real de la rotura (σk) es la tensión determinada por la relación de la carga Pk en el momento de la rotura a la mínima superficie de la sección transversal de la probeta de la rotura Ak
Pk Sk = Ak
El límite de fluencia σt esla tensión mínima ( Mpa ó Kg/cm2 ), para la cuál se deforma la probeta sin un aumento notorio de la carga
σt =
Pt A0
siendo Pt la carga durante la que se observa el plano de fluencia. El plano de fluencia lo tiene fundamentalmente sólo el acero bajo en carbono ( acero SAE 1010/1020 y los latones. Otras aleaciones no tienen plano de fluencia. Para este tipo de materiales se determina ellímite de fluencia (convencional), para el cual el alargamiento residual asciende a 0.2% de la longitud calculada de la probeta
σ
0.2
=
P0.2 A0
La Elasticidad Es la capacidad del material a recuperar su forma inicial y las dimensiones al interrumpirse la acción de la carga Pel y se evalúa por el límite de proporcionalidad σpr y el límite de elasticidad σel. El límite deproporcionalidad σpr es la tensión máxima (Mpa ó Kg/cm2), que una vez superada se pierde la proporcionalidad entre la tensión aplicada y la deformación de la probeta
σ
pr
=
Ppr A0
El límite de elasticidad (convencional) σ0.05 es la tensión convencional en Mpa ó Kg/cm2 , correspondiente a la carga para la cual la deformación residual asciende por primera vez a 0.05 % de la longitud calculada...
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