Taller 7 Materiales Final

TALLER 7
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Mecánica
Ciencia de Materiales

28 de Septiembre de 2015

Alejandro Aranguren Pérez 201416350
Alejandro Cerón V. 201518152


1.

Una falla es una condición no deseada (a veces inevitable) en un elemento estructural que impide o limita las condiciones de trabajo de dicho elemento. En el estudio de las fallas es fundamental el conceptode fractura. Existen dos tipos de fracturas; dúctiles y frágiles. Esta clasificación está basada sobre la habilidad del material de presentar deformación plástica. Los materiales dúctiles presentan normalmente una deformación plástica considerable con gran absorción de energía antes de la fractura. Mientras que en la fractura frágil hay poca o ninguna deformación plástica.

2.

Posiblesorígenes de fallas:

Por fatiga, es decir, por la exposición prolongada del material a tensiones dinámicas y variables.
Por mal uso.
Por mala instalación, por ejemplo, un tubo mal ajustado que genere puntos de acumulación de esfuerzos.
Por mal diseño, en donde existan lugares propicios a acumular esfuerzos o que no sean viables para el uso que ha de hacerse del material.

3.

a) Existen tres tipos defractura según el tipo de esfuerzo aplicado:



Modo 1 – modo de apertura o de tracción.
Modo 2 - modo de cizalladura
Modo 3 – modo de rasgamiento.

b) Una fractura se puede analizar en distintos niveles. Cuando el tamaño de la región de fractura está en el orden de los milímetros se considera una fractura macroscópica. La apariencia de las fracturas macroscópicas depende del tipo de fractura, si esdúctil o frágil.



(a) Fractura frágil.
(b) Fractura dúctil.
(c) Fractura completamente dúctil.









c) Las fracturas microscópicas clasifican según la forma y la orientación de los cráteres o núcleos, formados según el tipo de esfuerzo aplicado.




a) Núcleos circulares formados por tensión normal.



b) Núcleos alargados y orientados en sentidos opuestos formados por tensión cortante ocizallante.




c) Núcleos alargados y orientados en la misma dirección formados por cargas de flexión mecánica.










4.








5.

Fractura Macroscópica.
Fractura frágil.
Resultado de una carga cizallante (torsión probablemente).












Fractura Microscópica.
Fractura frágil (intergranular).
Resultado de una carga cizallante (torsión probablemente).











FracturaMicroscópica.
Fractura dúctil.
Resultado de una carga cortante.









Fractura Microscópica
Fractura dúctil
Resultado de una carga normal (tracción uniaxial).











Fractura Macroscópica
Fractura frágil
Resultado de carga cizallante (torsión).













6.

Las marcas de Chevron son un tipo de marcas radiales que se presentan cuando la fractura se da en piezas delgadas. Hace parte de lasfracturas frágiles en donde se ve que la superficie donde se fractura el material tiene una textura granular o rugosa. Un ejemplo de esta marca se ve en la siguiente imagen:







7.

La fatiga es un tipo de falla catastrófica que ocurre en estructuras sometidas a tensiones dinámicas y variables (por ejemplo, en puentes, aviones y componentes de máquinas). Bajo estas condiciones es posible que ocurrauna falla en niveles de tensión considerablemente inferiores a los límites de tensión máxima y de fluencia para esfuerzos estáticos. El término fatiga es usado porque este de tipo de fallas ocurren normalmente después de largos periodos de tensión repetidos o cíclicos.



Para la primera imagen (en la izquierda) el origen de la fractura corresponde al punto A. Son visibles las denominadas marcasde playa o estrías que evidencian la propagación de la grieta (punto B). La ruptura final se encuentra en el punto C. Para la segunda imagen el origen de la fractura corresponde al punto C mientras que los puntos de quiebre se encuentran señalados por B.
8.

















Como se ve en la imagen, a mayor porcentaje de carbono en el acero, menor es la energía de choque que puede absorber en...