PRACTICA 3 - TEORIA - SOLICITACIONES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES

Traccion

Compresión

Flexión

Cortadura

Torsión

El comportamiento mecánico de los materiales se describe  a través de sus propiedades mecánicas, que son el resultado de ensayos simples e idealizados. 

La mecánica de materiales estudia las deformaciones unitarias y desplazamiento de estructuras y sus componentes debido a las cargas que actúan sobre ellas, así entonces  nos basaremos en dicha materia para saber de que se trata cada uno de estos efectos físicos, aplicados en diferentes estructuras, formas y materiales.
Varios conceptos basicos:

•  Deformacion Real y Unitaria:
• Es el proceso por el cual una pieza, metálica o no metálica, sufre una elongación por una fuerza aplicada en equilibrio estático o dinámico.
• La deformación de cualquier pieza está relacionada con varias variables, como son el área transversal a la aplicación de la fuerza.
• Cada material tiene unas propiedades mecánicas definidas (elasticidad, plasticidad, maleabilidad, dureza, etc.)
• La elaboración de un diagrama de esfuerzo-deformación unitaria varia de un material a otro
• Es posible distinguir algunas características comunes entre los diagramas esfuerzo-deformación de distintos grupos de materiales, y dividir los materiales en dos amplias categorías con base en estas características. Habrá así materiales dúctiles y materiales frágiles

Diagrama de  Esfuerzo - Deformacion Unitaria:

Este diagrama es un ejemplo de un material dúcil, el material fluye despues de un cierto punto.
La deformacion de los materiales produce mayores niveles de dureza y de resistencia mecanica, y es utilizado en algunos aceros que no pueden ser templados por su bajo porcentaje de carbono.
El aumento de dureza por deformación en un metal se da fundamentalmente por el desplazamiento de los átomos del metal

Deformacion Unitaria:

Para entender a la perfección el comportamiento de la curva Esfuerzo-Deformación unitaria, se debe tener claro los conceptos que hacen referencia a las propiedades  mecánicas de los materiales que describen como se comporta un material cuando se le aplican fuerzas externas, y a las diferentes clases de estas mismas a las cuales pueden ser sometidos.

TIPOS DE FUERZA

• Tension y Traccion:

• Tensión: Se denomina tension mecanica al valos de la distribucion de fuerzas por unidad de area en el entorno de un punto material dentro de un cuerpo material.
  
  • En este enlace se puede obserbar todo lo relacionado con la tensión, la ley de Hooke, Diagramas, etc.
    
    
   
• Tracción: Es el esfuerzo al que se ve sometido un material cuando se aplican dos fuerzas en la misma direccion y en sentido contrario, provocando su alargamiento. Contra mas se resista un material a la tracción, menor sera su alargamiento.

El ensayo de la traccion se realiza con un aparato . Se coloca una probeta normalizada y se somete a tensiones crecientes estudiando el alargamiento correspondiente.

Se representa graficamente la tension frente al alargamiento unitario producido. La forma y dimensiones de la curva obtenida nos permite obtener abundante informacion sobre el material empleado en la fabricacion.

Resistencia a la Tración:

 

• Compresion:
• Esfuerzo máximo que puede soportar un material bajo una carga de aplastamiento. La resistencia a la compresión de un material que falla debido a la rotura de una fractura se puede definir, en límites bastante ajustados, como una propiedad independiente. Sin embargo, la resistencia a la compresión de los materiales que no se rompen en la compresión se define como la cantidad de esfuerzo necesario para deformar el material una cantidad arbitraria.

Resistencia a la compresion:

Flexion: Propiedad que tienen los materiales de deformarse, recuperando su forma original una vez eliminado el esfuerzo. La flexion es producida por un material al aplicar una fuerza centrada entre dos apoyos resultando fuerzas a compresión (acortamiento y arrugas) y tracción (alargamiento y brillo del material)

Resistencia a la flexión:

Rf  = Resistencia a la Flexión. P   = Carga de Rotura L    = Distancia entre apoyos b    = Base de la probeta h    = Altura de la probeta

 

Cortadura:

Es un esfuerzo de corte que puede consegirse mediante dos fuerzas del mismo modulo y direccion, en sentido contrario y con sus lineas de accion muy proximas. El efecto que produce es que las superficies tienden a deslizarse unas sobre otras.

Muchos elementos de union trabajan a cortadura (cordones de soldadura, remaches, tornillos, etc.

Las uniones atornilladas trabajan a cortadura cuando las fuerzas que trasmiten por contacto entre piezas que hay que unir trabajan a cortadura simple o a cortadura doble.

Resistencia a la cortadura:

Torsion:

La forma mas simple de conseguir una torsion en un cuerpo es mediante dos momentos iguales de sentido contrario aplicados perpendicularmente a la superficie, o aplicar un par en un  extremo mientras se mantiene fijo el otro.

Es un esfuerzo producido por retorcer o girar un material sobre sí mismo, ejerciendose en sus dos pares de giro en sentido contrario.

Links de referencia:

• http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/palmira/5000155/lecciones/lec2/2_6.htm
• http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion2.Refractarios.PropiedadesMECANICAS.pdf
• http://www.slideshare.net/cemarol/propiedades-mecnicas-de-los-materiales-y-esfuerzos-que-soportan
• http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/ciencia2.htm
• http://www.uclm.es/profesorado/porrasysoriano/elementos/Tema01.pdf
• http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/resistencia-de-materiales/materiales/Tema%203%20Resistencia.pdf