Resistencia y tension

Resistencia a la tensión y a la cedencia

Los datos de referencia que con tienen las propiedades mecánicas de metales casi siempre incluyen la resistencia a la tensión y a la cedencia del metal. La comparación de los esfuerzos reales en una pieza, con la resistencia a la tensión o a la cedencia del material del cual está hecha la pieza es el método usual de evaluar la conveniencia del materialpara soportar las cargas aplicadas con seguridad.

Resistencia a la compresión

El comportamiento de esfuerzo-deformación de la mayoría de los metales forjados es casi el mismo a compresión que a tensión. Esto se debe a que el material tiene una estructura casi uniforme y homogénea en su totalidad. Cuando un material se comporta de forma similar pese a la dirección de las cargas, se conocecomo material isotrópico. Para materiales isotrópicos, entonces, en general no se realizan pruebas de compresión distintas y no se reportan datos distintos para resistencia a la compresión.
Pero muchos materiales exhiben diferentes comportamientos y resistencia a compresión que a tensión. Esto se llama comportamiento anisotrópico. Algunos ejemplos son muchos metales, algunos plásticos,concreto, madera y compuestos. Es recomendable que busque datos tanto de resistencia a la compresión como de resistencia a la tensión de dichos metales.

Rigidez

Con frecuencia es necesario determinar cuánto se deformará una parte bajo carga para garantizar que la deformación excesiva no inutilice la parte. Esto puede ocurrir con esfuerzos por debajo de la resistencia a la cedencia del material,sobre todo en miembros muy largos, o en dispositivos de alta precisión. La rigidez de un material es una función de su módulo de elasticidad, en ocasiones llamado módulo de Young.
El módulo de elasticidad, E, es una medida de la rigidez de un material determinada por la pendiente de la parte de línea recta de la curva esfuerzo-deformación. Es la relación del cambio del esfuerzo al cambiocorrespondiente de la deformación.

Esto puede formularse matemáticamente como:

E= esfuerzodeformación = ᵹƸ
Por consiguiente, un material que tiene una pendiente más pronunciada en su curva de esfuerzo-deformación será más rígido y se deformará menos bajo la carga que uno de pendiente menos pronunciada.

Ductilidad

Cuando se rompe los metales, su fractura puede clasificarse comodúctil o como frágil. Un material dúctil se alargará y cederá antes de fracturarse y en la sección fracturada el área de la sección transversal se reducirá notablemente. A la inversa, un material frágil se fracturará de repente con poco o ningún cambio en el área de la sección fracturada. Los materiales dúctiles se prefieren para piezas que soportan cargas repetidas o que se someten a carga deimpacto, porque en general son más resistentes a la falla por fatiga y porque absorben mejor la energía del impacto.
Normalmente, la ductilidad en metales se mide durante la prueba a tensión al observar cuánto se alargó el material permanentemente después de la fractura. Al inicio de la prueba se ponen marcas de calibración en la muestra de prueba. Las mayoría de las pruebas utilizan 2.00 in o 50.00 mmcomo longitud de calibración, una vez que la muestra ha sido tensada hasta que se fractura, las partes rotas se unen y se mide de nuevo la distancia entre las marcas. De acuerdo con estos datos, el porcentaje de alargamiento se calcula de la siguiente manera:

Porcentaje de alargamiento = longitud final - longitud de calibraciónlongitud de calibración x 100%

Se considera que un metal esdúctil si su porcentaje de alargamiento o elongación es de más del 5.0%. Un material con un porcentaje de alargamiento menor del 5.0% se considera como frágil y no exhibe el fenómeno de cedencia.

Relación de Poisson

Definimos el término relación de Poisson como la relación de la cantidad de deformación lateral entre la deformación axial. Es decir:

Relación de Poisson = υ = Deformacion...