Análisis de estrés con herramientas matemáticas teóricas

INTRODUCCION

Muchos materiales, cuando prestan servicios, están sometidas a fuerzas o cargas; ejemplos de ellos son las aleaciones de aluminio con las cuales con las cuales se construyen las alas de los aviones y el acero de los ejes de los automóviles. En tales situaciones es necesario conocer las características del material y diseñar la pieza de tal manera que cualquier deformación resultante no sea excesiva y no se produzca la rotura. El comportamiento mecánico de una material refleja la fuerza aplicada y la respuesta del material (o sea su deformación). Algunas de las propiedades mecánicas más importantes son la resistencia, la dureza, la ductilidad y la rigidez.

Las propiedades mecánicas de los materiales se determinan realizando ensayos cuidadosos de laboratorio que reproducen las condiciones de servicio hasta donde sea posible. Los factores que deben considerarse son la naturaleza de la carga aplicada, su duración, así como las condiciones del medio. La carga puede ser una tracción, una compresión o una cizalladura, mente. El tiempo de de aplicación puede ser sólo de una fracción de segundo o durar un periodo de varios años. La temperatura del servicio puede ser un factor importante.

El papel del ingeniero de estructuras es determinar la tensión (también denominados esfuerzos) y las distribuciones de tenciones en los componentes que están sujetos a cargas bien definidas. Esto puede lograrse mediante técnicas experimentales

y/o mediante análisis de tenciones por medios matemáticos teóricos. Estos temas se tratan en libros de texto tradicionales dedicados al análisis de tenciones y a la resistencia de materiales.

Los ingenieros en materiales y los metalúrgicos, por otro lado, dirige sus esfuerzos a producir y conformar material que puedan soportar las condiciones de servicios predichas por el análisis de tenciones. Esto necesariamente implica un conocimiento de la relación de la microestructura (es decir, los detalles internos) de los materiales y sus propiedades mecánicas.

Los materiales elegidos para aplicaciones estructurales tienen combinaciones deseables de características mecánicas. El capítulo reciente se concentra principalmente en el comportamiento mecánico de los materiales; los polímeros y las cerámicas son tratados aparte porque son mecánicamente bastante diferentes de los metales. En este capítulo se analiza el comportamiento esfuerzo-deformación de los metales y las principales propiedades mecánicas relacionadas, y se examinan otras características mecánicas que son importantes. Los estudios que tratan las relaciones entre los aspectos microscópicos de los mecanismos de deformación y los métodos para aumentar y controlar el comportamiento mecánico de los materiales se difieren a capítulos posteriores.

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