Mecánica De Materiales

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES

En ingeniería, las propiedades mecánicas de los materiales son las características inherentes, que permiten diferenciar un material de otro. También hay que tener en cuenta el comportamiento que puede tener un material en los diferentes procesos de mecanización que pueda tener.

Las propiedades mecánicas determinan el comportamiento de un material cuando se encuentra sujeto a esfuerzos mecánicos.

Elasticidad.- El término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.

Plasticidad.- La plasticidad es la propiedad mecánica que tiene un material para deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su límite elástico.

Resistencia a la fluencia.- Es la fuerza que se le aplica a un material para deformarlo sin que recupere su antigua forma al parar de ejercerla.

Resistencia a la tracción o resistencia última.- Indica la fuerza de máxima que se le puede aplicar a un material antes de que se rompa.

Resistencia a la torsión.- Fuerza torsora máxima que soporta un material antes de romperse.

Resistencia a la fatiga.- Deformación de un material que puede llegar a la ruptura al aplicarle una determinada fuerza repetidas veces.

Dureza.- La dureza es la propiedad que tienen los materiales de resistir el rayado y el corte de su superficie. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa, que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio cuando lo rayas no queda marca, por lo tanto tiene gran dureza.

Fragilidad.- La fragilidad intuitivamente se relaciona con la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad se define más propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación, a diferencia de los materiales dúctiles que se rompen tras sufrir acusadas deformaciones plásticas.

Tenacidad.- La tenacidad es una medida de la cantidad de energía que un material puede absorber antes de fracturarse. Evalúa la habilidad de un material de soportar un impacto sin fracturarse.

Resistencia Tensil.- Es importante para un material que va a ser extendido o va a estar bajo tensión. Las fibras necesitan tener buena resistencia tensil.

Resiliencia o resistencia al choque.- Es la energía que absorbe un cuerpo antes de fracturarse.

Ductilidad.- La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se clasifican de frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo se produce tras producirse grandes deformaciones.

Maleabilidad.- La maleabilidad es la propiedad de la materia, que junto a la ductilidad presentan los cuerpos al ser elaborados por deformación. Se diferencia de aquella en que mientras la ductilidad se refiere a la obtención de hilos, la maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa. Es una cualidad que se encuentra opuesta a la ductilidad puesto que en la mayoría de los casos no se encuentran ambas cualidades en un mismo material.

Ensayo de Tensión: Es una prueba de estiramiento de los materiales en la cual se analizan los fenómenos presentes en éste, mientras se va incrementando una fuerza aplicada hasta producir la fractura.

Ensayo de Dureza.- La dureza podría ser determinada por la resistencia que oponía un cuerpo a ser rayado y clasifico los materiales minerales en una escala de 1 a 10 grados de dureza que va desde los materiales blandos hasta diamante.

Fatiga de Metales.- Parte de pieza de metales que han estado sometidas a esfuerzos repetitivos o cíclicos fallan con esfuerzos mucho más pequeños que aquellas piezas sometidas a la aplicación de un esfuerzo estático. Estos fallos son denominados fallos de fatiga.

Termo fluencia de Metales.- Es un proceso en el cual por medio del manejo de la temperatura y el esfuerzo durante un rango de tiempo, analizamos varios fenómenos tanto a nivel macro como micro que se presentan en el material. A nivel macro, podemos ver deformación y dureza entre otros y a nivel micro se observará vibración térmica, difusión, fuerzas intermoleculares, etc.

Ensayo de Tracción.- Es el ensayo destructivo más importante pues suministra información sobre la resistencia de los materiales utilizados en el diseño y también para verificación de especificaciones de aceptación.

Ensayo de Compresión.- Consiste en someter una probeta normalizada del material que se va a ensayar a esfuerzos progresivos y crecientes de compresión en la dirección de su eje, hasta que se rompa o hasta que ocurra el aplastamiento.

Ensayo de Torsión.- El ensayo de torsión es un ensayo en que se deforma una muestra aplicándole un par torsor (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrario).

Ensayo de Impacto.- Método para determinar el comportamiento del material sometido a una carga de choque en flexión, tracción o torsión. La cantidad que suele medirse es la energía absorbida al romperse la probeta en un solo golpe.

Ensayo de Fatiga.- Método para determinar el comportamiento de los materiales bajo cargas fluctuantes. Se aplican a una probeta una carga media específica (que puede ser cero) y una carga alternante y se registra el número de ciclos requeridos para producir la falla del material (vida a la fatiga). Por lo general, el ensayo se repite con probetas idénticas y varias cargas fluctuantes.

TEORÍA ELÁSTICA EN MÓDULO DE YOUNG

El Módulo de Young, también llamado Módulo de Elasticidad, representa el grado de rigidez de un material frente a esfuerzos axiales y flectores, independientemente de la forma, tamaño y vínculos de unión del elemento o pieza que conforme.

Matemáticamente es el cociente de la división de un esfuerzo unitario entre una deformación unitaria. De esta forma el Módulo de Elasticidad “E” se define como la pendiente de la recta que inicialmente se forma en un gráfico de esfuerzo-deformación.

Para la descripción de las propiedades elásticas de objetos lineales, tales como alambres, varillas, volúmenes, que pueden ser tanto extendidos como comprimidos, un parámetro conveniente es la proporción entre la fuerza y la deformación, parámetro llamado

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