Presentacin de PowerPoint

UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOCOMPUTACIN APLICADA

INTEGRANTES:Medina JanethTibn Paulina

PROPIEDADES MECNICAS (Mechanical Properties)DEFINICINANTECEDENTES DE ENSAYOS MECNICOS DE MATERIALESTIPOS DE PROPIEDADES MECNICAS COMUNESANLISIS DE FALLASSon las propiedades que tienen que ver con el comportamiento de los materiales bajo cargas.

ANTECEDENTES MECNICOS DE LOS ENSAYOS DE LOS MATERIALES (Background on Mechanical Testing of Materials)OBJETIVO: Determinar la respuesta de los materiales a la aplicacin de una fuerza.

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Un miembro cargado se deforma (al cambiar de forma).

Deformacin: Cambiar de longitud.

Deformacin Unitaria:

Deformacin/Longitud de los miembros

MQUINA UNIVERSAL DE ENSAYO (UTM)(Universal Testing Machine)UTM es usado para medir las respuestas de los materiales a las tres principales formas de esfuerzos (Tensin, Compresin, Corte)

Diagrama Esfuerzo/Deformacin

Elasticidad: Habilidad de los materiales para regresar a su forma original al ser descargados.Plasticidad: Habilidad de los materiales que pasa por una deformacin permanente sin fractura.Carga/ (rea de esfuerzo original) ------------------------- EsfuerzoDeformacin/ (Longitud original) -------------------------- Deformacin UnitariaGeometra-Dependiente--------------------------------------- Geometra-Independiente Diagrama -------------------------------------------------------- Diagrama

TIPOS DE PROPIEDADES MECNICAS COMUNES(Common Types of Mechanical Properties)Propiedades derivadas del diagrama esfuerzo/deformacin

Resistencia al impacto

Dureza

Fatiga

Fluencia lenta

Ruptura por tensin

PROPIEDADES DERIVADAS DEL DIAGRAMA ESFUERZO/DEFORMACIN(Properties Derived from Stress/Strain Daig)Rotura

Rigidez

Ductilidad

Mdulo de Resiliencia

Mdulo de dureza

RESISTENCIA A LA ROTURA (Ultimate Strength)

El punto de fluencia es la tensin que corresponde al punto de inicio a la deformacin plstica. Este punto en algunos materiales del diagrama esfuerzo/deformacin est indicado por una pequea regin plana (Cambios en la deformacin bajo una carga constante).El esfuerzo permitido (seguro) en el esfuerzo mecnico debe estar muy por debajo de este punto.b) Punto de fluencia/lmite de fluencia

Sin embargo, en la mayora de los materiales en el diagrama esfuerzo-deformacin, este punto no es fcil de localizar. Dicho punto se determina mediante el mtodo de desplazamiento (el punto de interseccin de la curva y una lnea dibujada desde el punto. 2%, paralelo a la pendiente E), y el esfuerzo asociado se denomina lmite de fluencia.b) Punto de fluencia/lmite de fluencia

RIGIDEZ(Stiffness )Es la resistencia del material debido a la deformacin elstica, y se determina por el mdulo de elasticidad del material (E) o Mdulo de Young.rigidez especfica = lmite de rotura del material / densidad

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ductilidad (Ductility)Es una propiedad que mide la de elasticidad de un material, y se calcula por una de las siguientes 3 frmulas:

ductilidad (Ductility)

MDULO DE RESILIENCIA (Modulus Of Resilience )Mxima cantidad de energa elstica por unidad de volumen que un material puede absorber, a baja velocidad de deformacin, y se mide por el rea bajo la parte lineal de la curva esfuerzo/ deformacin

Mdulo de Resiliencia

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TENACIDAD(Toughness)Mxima cantidad de energa plstica por unidad de volumen que un material puede absorber, a baja velocidad de deformacin, para producir fractura, y se mide por el rea total bajo la curva de tensin / deformacin

RESISTENCIA DE IMPACTO (Impact Strength)

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El ensayador de impacto .-(tipo pndulo) utiliza cualquiera de los dos probetas entalladas estndar, la probeta Charpy (horizontal en forma de viga I) o la Izod (viga en voladizo vertical) para medir la energa requerida (ft.lb) para fracturar la probeta.

La temperatura de transicin o temperatura de ductilidad nula, es una temperatura en virtud del cual, el material dctil se vuelve frgil. Bajo esta temperatura, la dureza disminuye. En la seleccin de materiales para una aplicacin de baja temperatura, para evitar la disminucin de tenacidad, la temperatura de transicin del material seleccionado debe ser inferior a la temperatura de aplicacin.

Estudio de caso de la seleccin de materiales:

Dos materiales estn disponibles de la siguiente manera:acero de bajo carbonoaluminio de la misma resistencia a la fluencia que el acero

Seleccionar un tipo de material para realizar el ensayo del impacto en la mquina para las siguientes aplicaciones:Al realizar el impacto en la mquina, la probeta debe permanecer intacta despus de un impacto de baja velocidad.Un mejor equipo de proteccin en caso de colisin de alta velocidad.

APLICACIN IAbsorcin de energa elsticaMdulo de resilienciaSeleccionar un W con el ms alto M. o R.Seleccionar un W con el ms bajo E.Seleccionar aluminio (ESt=3EAl)

APLICACIN IIAbsorcin de energa plsticaMdulo de tenacidadSeleccionar un W con el ms alto M. o T.Seleccionar un W con el ms bajo % el.Seleccionar acero (St%=3Al%el)

Dureza.

La resistencia del material de la superficie contra la hendidura.La superficie -. La dureza sirve como un factor en la seleccin de un material para aplicaciones de contacto deslizante, tales como engranajes, frenos y embragues, rodamientos de bolas / rodillos, etc

Esta propiedad -. Est especificado en los planos de ingeniera para fines de tratamiento fabricacin o calor.

Las aleaciones metlicas -. Tienen buena dureza, aleaciones de fundicin y cermica son materiales muy duros.

El tipo ms comn de medicin (destructiva) se basa en la calibracin ya sea la profundidad (Rockwell, Rockwell superficial) o el dimetro (Brinell, Vickers, Knop) de impresin de la izquierda de obligar a un penetrador en la superficie del material. Otras medidas (no destructiva) son dependientes de la frecuencia natural (sonodur), la altura de la propiedad de rebote (orilla) de los materiales.

PenetradorCargaAplicacinDiamante1g a 2000 gMicrodureza de los aceros suaves a la cermica.Bola500 y 3000 KgAceros y metales blandos hasta 40 HRCBola100 KgAceros suaves y metales no ferrososBola15, 30 y 45 KgMetales blandos finosDiamante15, 30 y 45 KgChapas metlicas delgadas durasDiamante50 KgCarburos cementadosBola10 KgPolmerosAgujaResorteElastmerosDiamante150 KgMetales endurecidos (espesor)

Ejemplo:

50 -60 HRCsignifica: un valor de dureza de 50 a 60 utilizando la escala Rockwell C.

85 HR15Tsignifica: un valor de dureza mxima de 85 utilizando el Rockwell Superficial.

185-2401kgF HVsignifica: un valor de dureza de 185 a 240 con el probador de dureza Vickers y una carga de prueba de 1 kilogramo-fuerza.

500200gF HK min.significa: un valor de dureza mnima de 500 con el medidor de dureza Knoop y una carga de prueba de 200 gramos-fuerza.

Fatiga:

Los materiales fallan debido a una tensin alterna repetida (muy por debajo de la resistencia a la fluencia) se denomina falla por fatiga.Falla por fatiga se producen despus de una serie de ciclos (vida) de las tensiones.Resistencia a la fatiga es un factor importante en el proceso de seleccin de materiales para aplicaciones de carga cclica.

Un eje de rotacin bajo una carga transversal se utiliza para determinar la capacidad de un material para resistir tensiones cclicas. Un punto de la superficie a travs de puntos de entrada una inversin completa de la tensin a la compresin con cada rotacin. La fuerza (S) y el nmero de ciclos (N) en las que el componente no se registran. S y N son compilados para diferentes condiciones de carga, y se utilizan para la construccin del digrama de fatiga S-N.

El lmite de resistencia es una resistencia a la fatiga en las que el componente tiene vida indefinida.La resistencia a la fatiga de los metales de ingeniera son aproximadamente el 50% de su resistencia a la traccin, la cermica no se utilizan en la carga cclica, materiales polimricos y materiales compuestos son muy sujetos a la fatiga.

FLUJO PLSTICOEs un proceso lento de la deformacin plstica que se produce cuando un material est sometido a una carga constante (esfuerzo) por debajo de la resistencia a la fluencia para una cierto perodo de tiempo.

* La mayora de los metales slo se deforman cuando estn sometidos a una temperatura elevada (0,5 de su temperatura de fusin absoluta).

* El flujo plstico puede ser un factor importante de seleccin con metales de baja temperatura de fusin y polmeros.

* El ensayo del flujo plstico se lleva a cabo simplemente sometiendo a traccin a un espcimen bajo una carga constante.

La deformacin unitaria es medida dentro de un perodo de tiempo.

* La deformacin plstica se produce en 3 etapas; decreciente, en estado estacionario, y el aumento de valores, como se muestra en la figura.

RESISTENCIA DEL FLUJO PLSTICOEs un esfuerzo requerido para causar una promedio de valores especificados del flujo plstico una temperatura dada. Los valores ms comunes son 1% en 10,000 hr, y 1% en 100,000 hr

Aleacin70F Resistencia a la Traccin(psi)800F-Esfuerzo para 1% de elongacin para 10,000 Hr1200F-Esfuerzo para 1% de elongacin para 100,000 Hr0,20 % acero al carbono62,00035,100200,0000,50 % molibdeno64,00039,000500,0000,08 % a 20% acero al carbono1,00 % cromo75,00040,0001,5000,60 % molibdeno0,20 % C acero304 acero inoxidable 85,00028,0007,00019 % cromo9% nquel

ESFUERZO DE ROTURAEs similar al ensayo de flujo plstico se determina el esfuerzo en la que una parte fallar bajo una carga constante a temperatura elevada, sin embargo es diferente de dos maneras: 1) Las variables controladas son el esfuerzo y la temperatura, y 2) la variable medida es el tiempo requerido para la rotura.

Esta prueba tiene la ventaja porque requiere menor tiempo para realizar el ensayo.El ensayo esfuerzo de rotura es importante para metales y cermica ya que son destinados a un servicio de alta temperatura. Esta prueba no se realiza normalmente en polmeros.

ANLISIS DE FALLASCONCENTRACIN DE ESFUERZOSSi un miembro bajo una carga contiene una ranura, agujero, cualquier irregularidad en la geometra, el esfuerzo inducido en el rea de la ranura del elemento se ampliar por un factor de concentracin de esfuerzos:Smax=Kf*S

Cuando,

Kf, es el factor de concentracin de esfuerzos y aparece en las tablas de diferentes irregularidades en la geometra bajo diferentes condiciones de carga (es decir, la tensin, flexin, torsin).

S, es el esfuerzo en el elemento sin ninguna irregularidad en la geometra (es decir, Carga/rea).

Smax, es el esfuerzo local en la zona de concentracin de esfuerzos.