Propied Mecanicas de Los Materiales
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Universidad Privada del Norte
Ingeniería Industrial
Curso: Resistencia de Materiales
Docente: Lic. Jorge Daniel Torres Alvarez
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PROPIEDADES MECANICAS
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Son las características inherentes que permiten
diferenciar un material de otros, desde el punto de vista
del comportamiento mecánico de los materiales en
ingeniería, y también describen la forma como un
material se comporta frente a una fuerza externa
aplicada, con el fin de conocer sus respectivas
propiedades.
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Las Propiedades De Un Material Dependen De:
• La estructura que presente el material.
• Del proceso o procesos que haya sufrido.
• De la composicion quimica.
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PROPIEDADES
Maleabilidad: Consiste en la posibilidad de transformar algunos metales en láminas delgadas sin que se rompa. Ejm: el aluminio como conservante de alimentos.
Ductilidad: Propiedad que poseen ciertos metales para poder estirarse en hilos delgados o varillas. Ejm: oro, plomo.
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Tenacidad: Propiedad que tienen algunos materiales de soportar sin deformarse, ni romperse los esfuerzos básicos que se les apliquen. Implica que el material tiene capacidad de absorber energía. Ejm: Azufre.
Dureza: Resistencia que un material opone a la penetración o a ser rayado por otro cuerpo. Ejemplo, el diamante.
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Plasticidad: Aptitud de algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones permanentes, bajo la acción de una presión o fuerza exterior sin que se produzca una rotura.
Elasticidad: capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que había determinado su deformación.
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Fragilidad: Capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación. La rotura frágil tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energía.
Rigidez: capacidad de un objeto sólido o elemento estructural para soportar esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones o desplazamientos
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RESISTENCIA
Capacidad para soportar esfuerzos aplicados sin
romperse, adquirir deformaciones permanentes o
deteriorarse de algún modo cierto material.
La resistencia tensil: es importante para un material
que va a ser extendido o va a estar bajo tensión. Las
fibras necesitan tener buena resistencia tensil.
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DEFORMACIÓN
Es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo.
Elástica o reversible: Si la deformación se recupera al retirar la carga.
Plástica o irreversible: Si la deformacion persiste despues de retirar la carga.
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CURVA DE ESFUERZO-DEFORMACION
Describe la relación entre el esfuerzo y la deformación y que señala las regiones elásticas y plásticas de un material dado.
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Determinación de propiedades mecánicas a partir de la curva de tracción
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Medidas De la Deformación
La magnitud más simple para medir la
deformación es lo que en ingeniería se llama
deformación axial o deformación unitaria se
define como el cambio de longitud por unidad de
longitud.
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TIPOS DE ENSAYOS
Para conocer las cargas que pueden soportar
los materiales, se efectúan ensayos para medir
su comportamiento en distintas situaciones.
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ESFUERZO
Carga aplicada o Fuerza que intenta deformar un objeto (una probeta en un ensayo de tracción o compresión dividida por el área transversal de la probeta). Al calcular el esfuerzo de ingeniería se ignora el cambio del área transversal que se produce con aumentos y disminuciones en la carga aplicada.
Esfuerzo= fuerza/sección transversal
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TIPOS DE ESFUERZO
Dependiendo de la dirección y sentido relativos entre las fuerzas actuantes y la posición del cuerpo sobre el cual actúan:
Esfuerzo de tracción: Fuerza que intenta separar o estirar una muestra de prueba, tienden a alargar el cuerpo.
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TIPOS DE ESFUERZO
Dependiendo de la dirección y sentido relativos entre las fuerzas actuantes y la posición del cuerpo sobre el cual actúan:
Esfuerzo de tracción: Fuerza que intenta separar o estirar una muestra de prueba, tienden a alargar el cuerpo.
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Esfuerzo de compresión: Fuerza que intenta aplanar o “apretar” un material, es perpendicular a la sección transversal del cuerpo, pero este esfuerzo tiende a acortar dicho cuerpo.
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Esfuerzo de torsión: Tipo de esfuerzo de desplazamiento que intenta torcer un material de forma encontrada.
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Esfuerzo de flexión: Cuando sobre el cuerpo actúan fuerzas que tienden a doblar el cuerpo. Esto produce un alargamiento de unas fibras y un acortamiento de otras. Este tipo de esfuerzos se presentan en puentes, vigas de estructuras, perfiles que se curvan en máquinas.
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ENSAYO DE TRACCIÓN
Es el ensayo destructivo mas importante pues suministra información sobre la resistencia de los materiales utilizados en el diseño y también para verificación de especificaciones de aceptación.
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MÁQUINAS DE TRACCIÓN
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Montaje experimental
Máquina de ensayo: Mordaza:
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LEY DE HOOKE
Es el limite de proporcionalidad de la grafica. Nos indica que en la zona elástica el esfuerzo es directamente proporcional a la deformación unitaria y la constante de proporcional es E.
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La zona elástica: es aquella donde una vez eliminada la fuerza o carga el material regresa a sus dimensiones iniciales.
Limite elástico: Si se estira o se comprime más allá de cierta cantidad, ya no regresa a su estado original, y permanece deformado
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MÓDULO DE YOUNG
El módulo de elasticidad o módulo de Young es una medida de la rigidez del material y corresponde a la pendiente E de la recta inicial de la curva esfuerzo-deformación, donde se hace posible aplicar la ley de Hooke. Mientras mayor es el valor de E, mas rígido es el material y menor será la deformación elástica total.
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PROBETAS
Se emplean en general de formas cilíndricas, en las cuales la relación altura/diámetro se toma como una constante. El valor de esta relación tiene influencia en los resultados.
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Medidas de Probetas:
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Probetas durante el ensayo de tracción
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ENSAYO DE COMPRESIÓN
Consiste en someter una probeta normalizada del
material que se va a ensayar a esfuerzos
progresivos y crecientes de compresión en la
dirección de su eje , hasta que se rompa o hasta
que ocurra el aplastamiento.
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ENSAYO DE DUREZA
La dureza es una propiedad fundamental de los materiales y esta relacionada con la resistencia mecánica. La dureza puede definirse como la resistencia de un material a la penetración o formación de huellas localizadas en una superficie. Cuanto más pequeña sea la huella obtenida en condiciones normalizadas, más duro será el material ensayado.
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Dureza
El indentador (montaje experimental):
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Se coloca la muestra bajo el indentador.
Se realiza una indentación a una carga conocida
Se mide el tamaño de la huella.
Se calcula la dureza con las correlaciones entre las dimensiones medidas y las distintas escalas de dureza.
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Ejemplos de Dureza
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ENSAYO DE FLEXIÓN
Consiste en someter la probeta del material, apoyada libremente en sus extremos, a una fuerza aplicada en el centro, o dos iguales aplicadas a la misma distancia de los apoyos.
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Máquina de Ensayo de Flexión
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ENSAYO DE TORSIÓN
El ensayo de torsión es un ensayo en que se deforma una muestra aplicándole un par torsor (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrario).
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Ensayo de torsión