Tarea 3 Resistencia Materiales(8.8)

Propiedades Físicas y Mecánicas de los Materiales

Cristian Uribe Loncón

Resistencia de los Materiales

Instituto IACC

23-04-2018

[pic 1]

        Básicamente, los materiales se componen de ciertas características propias de cada uno que lo hacen único. Estas características, y principalmente de aquellos que son utilizados en la elaboración industrial, son analizados para encontrar la mejor forma de aprovecharlos y sacarles el mejor desempeño.

        El Tetraedro de Thomas muestra y explica de forma esquemática los cuatro elementos que componen el análisis de los materiales. Este se compone de: Las propiedades mecánicas de los materiales, la caracterización de los materiales, la teoría o ciencia de los materiales y el procesamiento de estos y lo que básicamente nos dice es que estos cuatro elementos están estrechamente relacionados unos con otros y que cualquier cambio o modificación en alguno de ellos afectará directamente en los otros.

        Por ejemplo, se me ocurre pensar en una preparación de mezcla de cemento para una carretera. Cada elemento que compone la mezcla: cemento, arena y agua tiene sus propias características y existe una proporción ideal de cada uno de ellos para la mezcla y garantizar un pavimento seguro, pero si modificamos las proporciones de alguno de ellos, por ejemplo, incorporamos más arena de lo indicado, obtendremos una mezcla que no cumplirá los estándares exigidos y probablemente el pavimento al poco tiempo comenzará a mostrar fallas.

        Quizás, también, pudiese ocurrir que sí se respetan las proporciones, pero no así los tiempos de mezclado. Probablemente tendremos el mismo efecto anterior, debido a que el proceso de elaboración de la mezcla no fue el adecuado.

[pic 2]

        Los factores que inciden en la densidad de un sólido y en la de cualquier elemento son:

- La masa atómica promedio de los átomos que lo componen.

- El tamaño atómico.

- Su arreglo estructural.

        Con esto queremos decir que las densidades de los elementos, en este caso de un sólido, depende de estos 3 factores y se expresa en que depende de la masa atómica y el radio atómico que define su densidad, sumado a su arreglo estructural que indica la disposición de los átomos en la estructura (empaquetamientos más o menos compactos).

Por ejemplo, una barra de platino tiene una alta densidad debido a que el peso de sus átomos es alto (195.084 u) comparado con la de un tubo de PVC, el cual está compuesto, principalmente de Carbono (12.011 u) e Hidrógeno (1.008 u). Además, los empaquetamientos de los átomos del platino son más compactos que los del PVC, lo que lo hace más denso.

        En resumen, podemos concluir que entre los elementos más densos están los metales, pues las características de estos les dan esta propiedad.

[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

 Realizado el ensayo de dureza con las muestras entregadas, se observa que la muestra A raya el mineral y la muestra B no lo hace. Con esto podemos inferir que el rango de dureza del mineral está sobre los 400 HB, lo que, extrapolado a la escala de Mohs, está en el rango del 6 (Ortoclasa).

[pic 8]

1. Esta figura muestra una fractura dúctil, ya que se observa una superficie con forma de copa y la otra con forma de cono. Es la fractura que se conoce como Copa-Cono.
2. Esta figura muestra una fractura sin aparente deformación plástica, no veo formación de cuello, probablemente ocasionado por un golpe del objeto. Para mí, sería una fractura frágil.
3. En esta figura que a mi apreciación sería un tubo plástico, se aprecia un corte en una aleta lateral. Para mí, esto sería una fractura frágil, ocasionada por alguna imperfección presente que fue incrementada por algún factor externo, como una baja de temperatura.

[pic 9]

        Para ejemplificar ambas situaciones, trataré de explicarlas aplicándolas a un vehículo particular.

 Para el caso de la pieza metálica, pondré como ejemplo la dirección del vehículo y los axiales, las cuales son la conexión entre la cremallera y la rótula de dirección y sirven para transmitir la fuerza que hace que los neumáticos se muevan. Esta pieza está sometida a variaciones de fuerza constantes aplicadas, tanto por los movimientos del volante para dirigir el vehículo, como por la constante vibración que se genera mientras se está en movimiento. Todo esto puede sumar para generar fatiga en este elemento, que puede llegar a la ruptura si no es detectada a tiempo. Es por esto que se recomienda que después de los 30 o 40 mil kms estas piezas sean cambiadas.

...