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DEFINICION DE LAS PROPIEDADES MECANICAS DE UN MATERIAL Y LOS ENSAYOS PARA DETERMINAR SUS PROPIEDADES Y APLICACIONES.


















Las propiedades mecánicas son aquellas respuestas que un material tiene al aplicársele fuerzas mecánicas. Para poder conocer las propiedades mecánicas de un determinado metal, se le extraen pequeñas muestras parasometerle a diversos ensayos. Las muestras a ensayar se le denominan probetas.

Los ensayos se clasifican en dos tipos:

1º- destructivos
2º-no destructivos.

En los ensayos destructivos las muestras del material, se deforman hasta romperse o ser destruirlos, bajo condiciones de carga controlada, la cual se aplica en forma lenta (carga estática), o de golpe (carga súbita), y tambiénvariando a través del tiempo (carga dinámica). En los ensayos no destructivos, no se llega a la destrucción de la probeta del metal ensayado.

Las cargas de prueba, excepto en casos especiales, no entregan con exactitud las cargas reales de servicio que experimentan los elementos de las máquinas. Además no hay ninguna garantía de que una pieza en particular que se compre ofrezca las mismaspropiedades de resistencia que las muestras de material similar anteriormente probadas.

Habrá alguna variación estadística en cuanto a la resistencia de cualquier muestra en particular, en comparación con las propiedades promedio probadas para el material de que este hecha. Por esta razón, gran parte de los datos publicados de resistencia se dan como valores mínimos.

Por medio de los parámetros delas propiedades mecánicas se determinan las cargas de trabajo a que puede ser sometida una determinada pieza, por lo que es de vital importancia conocer los parámetros de resistencia. Cabe señalar que las propiedades mecánicas de un metal provienen de la estructura interna del material.

Las principales propiedades mecánicas son:

-Resistencias (a la tensión, máxima a la tensión, a lafatiga).

-Ductilidad.

-Tenacidad (Resistencia al golpe).

-Dureza (Resistencia a la penetración).

Ensayos Destructivos

Ensayos a la Tensión (carga estática)

A una pequeña porción del material a probar, denominada probeta de ensayo, como se puede ver en la figura Nº 1, se maquina a diversos diámetros estandarizados y una longitud calibrada . La longitud calibrada es una longitudarbitraria definida a lo largo del tramo de pequeño diámetro de la probeta mediante dos marcas de punzón de manera que su aumento pueda ser medido en el ensayo. Los extremos de la probeta son de un diámetro mayor, con el objeto de lograr una buena sujeción de la probeta en la máquina de ensayo.

El acabado superficial debe ser de terminación espejo para eliminar concentraciones de esfuerzosprovenientes de defectos superficiales.


Fig. Nº 1. Probeta de ensayo de tracción.
La barra es estirada lentamente a tensión (tracción) hasta que se rompa, en tanto, que se observa continuamente la carga y la longitud calibrada. El resultado es una gráfica (o curvas) de esfuerzo-deformación del comportamiento del material bajo carga, según se aprecia en la figura Nº 2, que muestran materialesdúctiles, como un acero de bajo carbono o acero dulce, y un acero recocido alto en carbono.




Fig. Nº 2 Curvas de esfuerzo-deformación, (a) acero bajo de carbono, (b) acero recocido alto de carbono.

Esfuerzo (σ): Se define como la carga o fuerza aplicada por unidad de área. Para la probeta se calcula a partir de la siguiente expresión:

(1.1)

Donde: P es la carga o fuerzaaplicada en cualquier instante y Ao es el área original de la probeta.

Las unidades mas empleadas para expresar el esfuerzo son: kg/cm², kg/mm², lb/plg ², psi, N/M², KN/M².
Deformación: Se define como la variación de la unidad de longitud. Se determina por medio de la expresión matemática:

e = (1.2)

Donde: es la longitud que experimenta la probeta.

Es la longitud que...