Propiedades Mecánicas de los Materiales

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE COAHUILA

FACULTAD DE ARQUITECTURA
UNIDAD SALTILLO – CAMPUS ARTEAGA

PROPIEDADES MECÁNICAS INTERNAS DE LOS MATERIALES

RESISTENCIA DE MATERIALES

SEGUNDO SEMESTRE

ALUMNO: ARY ALEXEI REYES OLIVANS

MATRÍCULA:13012976

DOCENTE: ING. ANTONIO MOISÉS MURO LOMAS

A 4 DE FEBRERO DE 2021        SALTILLO, CAOH.

La Resistencia o Mecánica de Materiales es una disciplina de la Ingeniería que desarrolla el diseño para toda clase de estructura, máquinas y equipo, al establecer la forma, dimensión y las partes del conjunto acorde a las fuerzas que deban soportar y las condiciones de su uso, analizando los esfuerzos y considerando las propiedades mecánicas los materiales con la que se planea trabajar.

Las acciones internas y los esfuerzos aparecen como reacciones al actuar una fuerza externa sobre el objeto y se pueden considerar como fuerzas de interacción entre las partículas de los materiales que constituyen el cuerpo. Las fuerzas internas quedan expuestas al pasar por diferentes planos cortantes que separan al cuerpo en dos partes.

El conjunto de fuerzas se puede representar en un sistema estáticamente equivalente que conste de un vector de fuerza y un vector de par, a los cuales se les denomina resultantes, entendiendo que el vector de fuerzas resultante es igual a la suma vectorial de las fuerzas individuales del conjunto mientras que el vector de par resultante es igual a la suma de fuerzas individuales con respecto a un punto arbitrario.

El esfuerzo representa la cantidad de fuerzas internas por unidad de área en las diferentes localizaciones de una sección cortada. Tanto las acciones internas sobre una sección cortada como las componentes del esfuerzo sobre la misma sección están relacionadas con las fuerzas internas que actúan sobre la sección y, por consiguiente, deben estar relacionadas entre sí, utilizando el cálculo integral. Se debe tomar en cuenta que en el cálculo de esfuerzos no se toman en cuenta las partículas separadas del cuerpo, sino que se toma al cuerpo como una unidad continua.

Ahora bien, todos estos esfuerzos, aunados a las deformaciones se relacionan implicando propiedades mecánicas específicas de los materiales, las cuales son tradicionalmente estudiadas en ensayos de laboratorio, de forma experimental, permitiendo evitar el uso de teorías sobre la dependencia que tienen las propiedades de un material de su estructura interna y su composición. Estos resultados se representan en un diagrama de esfuerzo-deformación unitaria, el cual es una gráfica de los valores del esfuerzo axial aplicado a una probeta, con la finalidad de describir las propiedades mecánicas de los materiales.

Muchos materiales tienen los mismos diagramas de esfuerzo-deformación unitaria en la región lineal cuando se cargan en tracción y cuando se cargan en compresión, mientras que otros son más fuertes en compresión que en tracción. Algunas de las propiedades de los materiales se determinan a partir de los diagramas previamente mencionados.

El término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales a sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas se eliminan, mientras que la plasticidad es la capacidad para cambiar su forma permanente e irreversiblemente tras ser sometido a tensiones por encima de su límite elástico.

La 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, a la par que la resistencia a la tracción es el límite del material al que puede resistir una tensión antes de romperse. La resistencia a la torsión, por otra parte, es la fuerza torsora máxima que soporta un material antes de romperse.

Se denomina resistencia a la fatiga a la deformación de un material que puede llegar a la ruptura al aplicarle una determinada fuerza repetidas veces. El número de ciclos necesarios para producir la falla por fatiga aumenta al disminuir los niveles de esfuerzo. En este punto, se considera dureza a la propiedad que tienen los materiales de resistir el rayado y el corte de su superficie. 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.

Hablamos de tenacidad o resiliencia como la 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.

La relación entre el estado de esfuerzos, inducido en un material por la aplicación de una fuerza, y la deformación que produce se expresa por la relación: donde s es el tensor de esfuerzos, e el tensor de deformaciones y M el módulo de elasticidad. Esta relación es la “Ley de Hooke” y se cumple para materiales elásticos, homogéneos e isotrópicos, en los que la deformación es pequeña con respecto a las dimensiones originales del cuerpo. Físicamente, un módulo de elasticidad nos informa de cómo va a responder un cuerpo (deformación) ante una fuerza (esfuerzo) que está actuando sobre él. Según el tipo de deformación, tendremos diferentes módulos de elasticidad. Ø Constante del resorte (K). Se tiene un resorte al que se le aplica una fuerza de tensión, de manera que el resorte se alarga una distancia.

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