REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA

EDUCACIÓN UNIVERSITARIAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”EXTENSIÓN COL – SEDE CIUDAD OJEDA

RESUMENDEFORMACIONES ELASTICAS

Autor:

Arrias, NerioC.I. 12.845.246

Ingeniería Industrial (45)

Ciudad Ojeda, Febrero. 2017

DEFORMACIONES ELASTICAS

Reflejan el comportamiento de los materiales ingenieriles cuando se ensayan

en tensión o en comprensión, como se describió en la sección anterior. Avanzando

un paso más, consideramos lo que acontece cuando la carga se quita y el material

se descarga.

Por ejemplo, se aplica una carga a un espécimen de tensión, de tal modo que

el esfuerzo y la deformación vayan desde el origen O hasta un punto A de la curva

esfuerzo –deformación unitaria como se muestra en la siguiente figura.

Además, supongamos que cuando se quita la carga, el material sigue

exactamente la curva y regresa al origen O. Esta propiedad del material, por la

que regresa a su dimensión original durante la descarga, se llama elasticidad y se

dice que el material es elástico. Nótese que la curva esfuerzo – deformación

unitaria no necesita ser lineal de O a A para que el material sea elástico.

BASE ATOMICA DEL COMPORTAMIENTO ELASTICO

La Energía Potencial V de un par de átomos puede expresarse como una

función de la distancia de separación entre ellos, r:

A, B son constantes de proporcionalidad para atracción y repulsión. m, n son

exponentes que determinan la variación apropiada de V con r. La fuerza de

atracción y repulsión que existe entre dos átomos se obtiene de:

Por tanto:

DEFORMACION PLASTICA DE LOS MATERIALES

El límite elástico, también denominado límite de elasticidad, es la tensión

máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir deformaciones

permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este límite, el material

experimenta deformaciones permanentes y no recupera su forma original al retirar

las cargas. En general, un material sometido a tensiones inferiores a su límite de

elasticidad es deformado temporalmente de acuerdo con la ley de Hooke.

Los materiales sometidos a tensiones superiores a su límite de elasticidad

tienen un comportamiento plástico. Si las tensiones ejercidas continúan

aumentando el material alcanza su punto de fractura. El límite elástico marca, por

tanto, el paso del campo elástico a la zona de fluencia. Más formalmente, esto

comporta que en una situación de tensión uní axial, el límite elástico es la tensión

admisible a partir de la cual se entra en la superficie de fluencia del material.

LA PLASTICIDAD Es la propiedad mecánica de un material, biológico o de otro

tipo, de deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra

sometido a tensiones por encima de su rango elástico, es decir, por encima de su

límite elástico.

Este tipo de comportamiento elastoplástico descrito más arriba es el que se

encuentra en la mayoría de metales conocidos, y también en muchos otros

materiales. El comportamiento perfectamente plástico es algo menos frecuente, e

implica la aparición de deformaciones irreversibles por pequeña que sea la

tensión, la arcilla de modelar y la plastilina se aproximan mucho a un

comportamiento perfectamente plástico. Otros materiales además presentan

plasticidad con endurecimiento y necesitan esfuerzos progresivamente más

grandes para aumentar su deformación plástica total.

FRACTURAS: DUTIL, FRAGIL Y FRACTURA

Las superficies de fractura dúctiles tienen sus propios rasgos tanto a nivel

macroscópico como microscópico. Muestra esquemáticamente los perfiles

macroscópicos característicos de fractura. La configuración mostrada en la figura

3a se encuentra en metales muy blandos, tales como oro y plomo a temperatura

ambiente, y en otros metales, polímeros y vidrios inorgánicos a temperaturas

elevadas. Estos materiales son muy dúctiles y se rompen cuando la estricción se

reduce prácticamente a un punto, presentando una reducción de área virtualmente

igual al 100%.

La fractura frágil ocurre sin apreciable deformación plástica, y por propagación

rápida de una grieta. La dirección del movimiento de la grieta es casi perpendicular

a la dirección de la tensión aplicada y produce una superficie de fractura

relativamente plana. Las superficies de fractura de los materiales que se han roto

de una manera frágil tienen sus propios detalles característicos; cualquier signo de

deformación plástica importante está ausente. Por ejemplo, en algunas piezas de

acero, una serie de marcas en forma de V se forman cerca del centro de la

sección de fractura que apuntan hacia el lugar de iniciación de fractura. Otras

superficies de fractura frágiles contienen líneas o crestas que irradian desde el

origen de la grieta en una forma similar a un abanico.

La fatiga es una forma de rotura que ocurre en estructuras sometidas a

tensiones dinámicas y fluctuantes (por ejemplo en puentes, aviones, componentes

de máquinas). En estas circunstancias, la fractura puede ocurrir a un nivel de

tensión sensiblemente menor que la resistencia a la tracción o el límite elástico

correspondiente a una carga estática. El término "fatiga" se utiliza debido a que

este tipo de fractura normalmente ocurre después de un período largo de

tensiones repetidas o de deformaciones cíclicas. La fatiga es importante ya que es

la primera causa de rotura de los materiales. Se estima que la fatiga es la causa

de aproximadamente el 90% de las roturas metálicas.

La rotura por fatiga tiene aspecto frágil aun en metales que son normalmente

dúctiles, en el sentido de que no hay deformación plástica importante asociada

con la rotura. El proceso ocurre por la iniciación y la propagación de fisuras, y

ordinariamente la superficie de fractura es perpendicular a la dirección de una

tracción aplicada.

La tensión aplicada puede ser axial (tensión-compresión), de flexión o bien de

naturaleza torsional. En general, son posibles tres modos distintos de tensión

fluctuante-tiempo. Uno está representado esquemáticamente por una dependencia

regular y sinusoidal del tiempo en la cual la amplitud es simétrica alrededor de un

nivel medio de tensión igual a cero, por ejemplo, alternando desde un valor

máximo de la tracción ( ) hasta un valor mínimo del esfuerzo de compresión ( ) de

igual magnitud; esto se denomina ciclo de carga invertida.