Tabla de esfuerzos para metales

1. Acero SAE 1020
El acero SAE 1020 tiene una composición de 0.20% C; 0.60- 0.90% Mn; 0.04% P; 0.05% S. Este acero es utilizado por responder bien al trabajo en frio y al tratamiento térmico de cementación. Además tiene una alta tenacidad y una baja resistencia mecánica, por lo que es adecuado para elementos de maquinaria.
2. Aluminio
El aluminio es un elemento muy abundante en la cortezaterrestre. Como características principales se puede mencionar su bajo punto de fusión y que puede formar aleaciones muy resistentes. Además es tenaz, dúctil, maleable y a pesar de ser muy liviano posee una dureza significativa, lo que permite su variada utilización.
3. Bronce
El bronce es una aleación metálica de cobre y estaño, donde éste último se presenta entre un 3-20%. Sus principalescaracterísticas son: su buena conducción eléctrica y de calor, un elevado calor específico, pero por sobre todo destaca por su resistencia a la corrosión, lo que lo hace ser utilizado en implementos que deben permanecer al aire libre, lo que lo convierte en un material muy utilizado.
4. Ensayo de tracción
El ensayo de tracción de un material consiste en someter a una probeta normalizada a unesfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada lentamente. La velocidad a la que sucede este ensayo suele ser de un orden muy pequeño.

Figura 1: Máquina universal de tracción
Para la realización del ensayo de tracción se utiliza una máquina universal de ensayo INSTRON, como se muestraen la Figura 1, semejante a una prensa con la que es posible medir propiedades mecánicas de los materiales.
La presión se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos o un sistema hidráulico.
5. Esfuerzo
El esfuerzo puede ser considerado como esfuerzo de ingeniería, que considera la fórmula 1 dividida por el área inicial, o como esfuerzo verdadero, donde se considera el áreareal en la fórmula descrita.

Ecuación 1: Esfuerzo
6. Deformación
La deformación se define como:


Ecuación 2: Deformación unitaria de ingeniería

Ecuación 3: Deformación unitaria real
Por asuntos de simplicidad y convenciones, los trabajos suelen estar orientados y basados con los términos ingenieriles, no con los verdaderos.
Una forma típica de representar los resultados obtenidosen los ensayos de tracción, es mediante una gráfica esfuerzo – deformación, como la que se indica en la figura 2.
Este gráfico responde a un modelo general, pero varía sus valores según el material con el que se trabaje.

Figura 2: Gráfico esfuerzo-deformación
En la figura 2, es posible distinguir dos zonas de comportamiento del ensayo: una zona elástica y otra plástica. En la primera, ladeformación es no permanente, es decir, si se eliminan los esfuerzos externos el material vuelve a su forma original, además, el comportamiento en esta zona es lineal, obedeciendo a la ley de Hooke. Mientras que la zona plástica ocurre totalmente lo contrario, una vez alcanzada esta zona, el material no logra volver a su configuración inicial.
7. Límite de fluencia
El límite de fluencia es elpunto a partir del cual el material se deforma plásticamente. Hasta esa tensión el material se comporta elásticamente, siguiendo la ley de Hooke:


Ecuación 4: Ley de Hooke.
8. Esfuerzo máximo
El esfuerzo máximo es el máximo valor que se puede aplicar sobre el material. Cuando el esfuerzo se iguala al esfuerzo máximo se inicia la estricción y luego la fractura del material.

9. Deformaciónmáxima a la ruptura
Corresponde al máximo estiramiento al que se puede someter cierto material antes de que falle. Para poder determinar esta propiedad de manera gráfica, se usa una regresión de datos, es decir, se calcula el módulo de Young, usando datos de la recta de comportamiento elástico y se genera una nueva recta para el caso de la máxima deformación, asumiendo que en ese punto, como el...