Trabajo Deformación y Rotura en Sólidos
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7/26/2019 Trabajo Deformacin y Rotura en Slidos
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DEFORMACIN
YROTURA
EN SLIDOS
MANUELA MARN MOROTE
MCARMEN ROMERA MONTANOGIRME
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7/26/2019 Trabajo Deformacin y Rotura en Slidos
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NDICE1. Introduccin
2. Deformacin2.1. Definicin de deformacin en slidos.
2.2. Consecuencias de deformacin en slidos.
2.3. Comportamiento de los cuerpos slidosdeformables.
2.4. Clasificacin de la deformacin de materiales.
2.5. Energa de deformacin en slidos.
3.Rotura de slidos
4. ntecedentes ! ob"eti#os.
5.$%u& es una fractura'
5.1.(ipos de fractura
5.1.1. D)ctil
5.1.2. *r+gil
,.-odo de rotura./ropiedades 0ue influ!en en la rotura
.1./ropiedades mec+nicas
.Ensa!os
.1.(raccin
.2.Compresin
.3.*lein
.4.(orsin.5.Resiliencia
.,.*atiga de materiales
.plicaciones
.1.Cat+strofes
1.Conclusiones
11.ibliografa
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INTRODUCCIN6a ciencia e ingeniera de los materiales est+n ntimamente ligadas !a 0ue el
conocimiento ! procesos de fabricacin de los materiales7 posibilita la con#ersin de los
mismos para su uso industrial.
6as propiedades mec+nicas refle"an su reaccin frente a la aplicacin de esfuer8oseternos ! pueden medirse a partir de determinados ensa!os. (ambi&n puede aplicarse
otro tipo de acciones tipos t&rmicos7 magn&ticos7 etc. para determinacin de materiales
funcionales. 6a resistencia mec+nica es una propiedad 0ue mide la magnitud de la
fuer8a eterna 0ue es necesaria aplicar para #encer las fuer8as internas del material
estructural.
DEFORMACIN
2.1 DEFINICIN DE DEFORMACIN EN SLIDOS.6a deformacin es el cambio en el tama9o o forma de un cuerpo debido a esfuer8os
internos producidos por una o m+s fuer8as aplicadas sobre el mismo.
2.2 CONSECUENCIAS DE DEFORMACIN EN SLIDOS.6as Deformaciones del -aterial pertenecen al de las denominadas lesiones mec+nicas.
:on consecuencia de procesos mec+nicos7 a partir de fuer8as eternas o internas 0ue
afectan a las caractersticas mec+nicas de los elementos constructi#os. En el caso de las
deformaciones7 son una primera reaccin del elemento a una fuer8aeterna7 al tratar de
adaptarse a ella.
2.3 COMPORTAMIENTO DE LOS CUERPOS SLIDOS DEFORMABLES.6a mec+nica de los slidos deformables estudia el comportamiento de los cuerpos
slidos deformables ante diferentes tipos de situaciones como la aplicacin de cargas o
efectos t&rmicos. Estos comportamientos7 m+s comple"os 0ue el de los slidos rgidos7
se estudian en mec+nica de slidos deformables introduciendo los conceptos de
deformacin ! de tensin mediante sus aplicaciones de deformacin.
;na aplicaci!tpica de la mec+nica de slidos deformables es determinar a
partir de una ciertageometraoriginal de slido ! unas fuer8as aplicadas sobre elmismo7 si el cuerpo cumple ciertos re0uisitos de resistencia! rigide8. /ara
resol#er ese problema7 en general es necesario determinar el campo de tensiones
! el campo de deformaciones del slido.
2." CLASICACIN DE LA DEFORMACIN DE MATERIALES.:e tiene la siguiente clasificacin para el comportamiento de la deformacin de
materialeslineal ! aproimadamente
el+stica.
C#$p#%&a$i'! pl()&ic#< a0u eiste irre#ersibilidad? aun0ue se retiren lasfuer8as ba"o las cuales se produ"eron deformaciones el+sticas7 el slido no #uel#e
eactamente al estado termodin+mico ! de deformacin 0ue tena antes de la
aplicacin de las mismas. su #e8 los subtipos son) /!a -%ac&/%a?
Es la separacin de un slido ba"o tensin en dos o m+s pie8as. a! dos tipos de
fractura< ,8c&il
ocurre despu&s de una intensa deformacin pl+stica ! se caracteri8a por
una lenta propagacin de la grieta ! -%(6il se produce a lo largo de planos
cristalogr+ficos llamados planos de fractura ! tiene una r+pida propagacin de la grieta.
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Tip#) ,' -%ac&/%a
Fractura dctil
Gcurre ba"o una intensa deformacin pl+stica.
1. Empie8a con la formacin de un cuello ! ca#idades en la 8ona de
estrangulamiento.
2. Estas ca#idades se fusionan en el centro de la muestra.
3. :e propagan en direccin perpendicular a la tensin aplicada.4. Conforme se acerca a la superficie #ara su direccin a 45H respecto al e"e de
tensin.
5. :e forma una rotura de cono ! embudo7 cmo se puede #er en la imagen.
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Fractura frgil
6a fractura fr+gil tiene lugar sin una apreciable deformacin ! debido a una
r+pida propagacin de una grieta.
Aormalmente ocurre a lo largo de planos cristalogr+ficos especficos
denominados planos de fractura 0ue son perpendiculares a la tensin aplicada.
6a ma!ora de las fracturas fr+giles son transgranulares o sea 0ue se propagan a
tra#&s de los granos. /ero si los lmites de grano constitu!en una 8ona de
debilidad7 es posible 0ue la fractura se propague intergranularmente.
6as ba"as temperaturas ! las altas deformaciones fa#orecen la fractura fr+gil.
M#,# ,' %#&/%aEisten tres modos de fractura7 0ue se corresponden con la separacin de las dos
superficies de fractura en cada una de las tres direcciones del espacio
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M#,# I. Ap'%&/%a;El despla8amiento relati#o de las superficies de fractura es
normal a las paredes de la fisura. Este modo de fractura se debe a tensiones de
traccin.
M#,# II. D')li@a$i'!Despla8amiento tangencial de las paredes de fisura en
direccin perpendicular al frente de fisura. /roducido por tensiones de
ci8alladura. M#,# III. D')6a%%a$i'!Despla8amiento tangencial de las paredes de fisura
en direccin paralela al frente de fisura. /roducido por tensiones de ci8alladura
pura
El modo de -%ac&/%a ,#$i!a!&' depende de la orientacin del defecto respecto alcampo de tensiones pero tambi&n del tipo de material. s7 por e"emplo7 en $a&'%ial')-%(6il')domina el $#,# I=asta el punto de 0ue las fisuras rotan si es necesario para
propagarse seg)n este modo. En $a&'%ial') ,8c&il') Bmetales ! polmeros pre#alecen
los $#,#) ,' ci@alla,/%a II 0 III.En 6'#l#67a7 el $#,# Iest+ completamente )/p%i$i,#7 incluso en materiales fr+giles7
por0ue la) %#ca) %#$p'! )i'$p%' p#% c#$p%')i!.
P%#pi',a,') 4/' i!-l/0'! '! la %#&/%a
P%#pi',a,') $'c(!ica)
:on a0uellas 0ue epresan el comportamiento de los metales frente a esfuer8os o cargas0ue tienden a alterar su forma.
Influencia de la temperatura
En general7 el aumento de temperatura fa#orece la deformacin pl+stica Bel
desli8amiento de dislocaciones es m+s f+cil7 ! las ba"as temperaturas fa#orecen la
fractura.
(ensin de fluencia Bmo#imiento de dislocaciones disminu!e al aumentar la
temperatura.
Resistencia a fractura Benlaces casi independiente de la temperatura.
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Resistencia
Capacidad de soportar una carga eterna si el metal debe soportarla sin romperse se
denomina carga de rotura ! puede producirse por traccin7 por compresin7 por torsin
o por ci8allamiento7 =abr+ una resistencia a la rotura BgJmmK para cada uno de estosesfuer8os.
Dureza
/ropiedad 0ue epresa el grado de deformacin permanente 0ue sufre un metal ba"o la
accin directa de una carga determinada.
Tenacidad
Resistencia a la rotura por esfuer8os de impacto 0ue deforman el metal. 6a tenacidad
re0uiere la eistencia de resistencia ! plasticidad.
Fragilidad
/ropiedad 0ue epresa falta de plasticidad7 ! por tanto7 de tenacidad. 6os materiales
fr+giles se rompen en el lmite el+stico7 es decir su rotura se produce espont+neamente
al rebasar la carga correspondiente al lmite el+stico.
Resiliencia
Resistencia de un metal a su rotura por c=o0ue.
Fatiga
:i se somete una pie8a a la accin de cargas peridicas Balternati#as o intermitentes7 se
puede llegar a producir su rotura con cargas menores a las 0ue produciran
deformaciones.
E!)a0#)T%acci!Consiste en someter una pie8a de forma cilndrica o prism+tica de dimensiones
normali8adas Best+ndar a un esfuer8o de traccin continuo Btendencia a estirar el
material. Esta pie8a se llama probeta.
;n material presenta dos 8onas en cuanto a su comportamiento ante un esfuer8o de traccin