La ciencia no es mas que

muchas respuestas

fáciles a las preguntas

dificiles……

COMPUTACION APLICADA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

INTEGRANTES:SANTIAGO SOLISROBERTO SUPE

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

AMBATO 27 DE MAYO DEL 2013

PROPIEDADES MECÁNICAS

PROPIEDADES QUE TIENEN QUE VER CON EL COMPORTAMIENTO DE MATERIALES BAJO CARGA

ANTECEDENTES MECÁNICOSPRUEBAS DE MATERIALES

OBJETIVO: Determinar la respuesta de los materiales ante la aplicación de una fuerza.

Esfuerzo= Carga / Área de Esfuerzo.

ESFUERZO DE TRACCIÓN

Es el que tiende a separar un miembro aparte. En el cálculo de estructuras e ingeniería se

denomina tracción al esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.

ESFUERZO DE COMPRESIÓN Es el que tiende a aplastar un cuerpo.

ESFUERZO DE CORTE

Es le que tiende a dividir un miembro.

ESFUERZO TORSIONAL.

Es el que tiende a girar un miembro.

ESFUERZO DE FLEXIÓN.

Es cuando un miembro tiende a flejar.

Ensayo de la Máquina Universal (UTM)

• Este ensayo es utilizado para medirla respuesta de los materiales ante las tres mayores formas de esfuerzo (Tensión, Compresión y Corte).

DIAGRAMA DE DEFORMACIÓN/ ESFUERZO. Carga/ Área Original de Esfuerzo. Esfuerzo. Deformación/ Longitud Original Deformación.

TIPOS COMUNES DE PROPIEDADES MECÁNICAS Propiedades derivadas del diagrama de Esfuerzo/

Deformación.Strenght: Resistencia.

Última Resistencia.- Máximo esfuerzo resistente de un material debido al cambio de su forma, y es igual a la

Máxima carga / Área original de esfuerzo.

PUNTO DEL LÍMITE ELÁSTICO/ LÍMITE RESISTENTE

El punto del Límite Elástico es el esfuerzo correspondiente al punto de inicio de la deformación plástica.

STIFFNESS: RIGIDEZ Es la resistencia del material debido a la deformación

elástica, y se la determina por medio del Módulo de Elasticidad del material (E) o el Módulo de Young.

Módulo de Elasticidad.- Esta medido por la pendiente de la parte lineal de la curva de Esfuerzo vs Deformación.

DUCTILITY: DUCTILIDAD Es una medida para la propiedad de plasticidad de

un material, y se lo calcula por una de las siguientes fórmulas:

% Ductilidad= Deformación a la Fractura * 100

% Elongación= Variación Long./ Long. Original

% Reducción en Área= Variación Área/ Área Original

MODULUS OF RESILIENCE: MÓDULO DE RESILIENCIA. Es la energía de deformación (por unidad de

volumen) que puede ser recuperada de un cuerpo deformado cuando cesa el esfuerzo que causa la deformación. Es igual al trabajo externo realizado para deformar un material hasta su límite elástico.

TOUGHNESS: TENACIDAD

Es la energía total que absorbe un material antes de alcanzar la rotura.

EL ENSAYO DE IMPACTO

• Es decir este TEST es de tipo péndulo

PENDULUM TYPE

• utiliza cualquiera de los dos probetas entalladas standar

Probetas

El péndulo ideado por George Chapry. Se utiliza en ensayos para determinar la tenacidad de un material . Son ensayos de impacto de una probeta entallada y ensayada a flexión en 3 puntos. El péndulo cae sobre el dorso de la probeta y la parte. La diferencia entre la altura inicial del péndulo (h) y la final tras el impacto (h') permite medir la cae absorbida en el proceso de fracturar la probeta. En estricto rigor se mide la energía absorbida en el área debajo de la curva de carga, desplazamiento que se conoce como resiliencia.

En ciencia de materiales, la tenacidad es la energía total que absorbe un material antes de alcanzar la rotura, por acumulación de dislocaciones

La energía absorbida en el impacto por la probeta usualmente se calcula como la diferencia de alturas inicial y final del péndulo, esto supone, obviamente despreciar algunas pérdidas por rozamiento). La fórmula de cálculo para la energía de impacto:

transition temperature or nil ductility temp

Temperatura de transición o temperatura de ductilidad nula

NDT

Es una temperatura en la cual el

material dúctil se

vuelve frágil

en la selección de materiales para una aplicación de baja temperatura, para

evitar la caída de la tenacidad, la temperatura de transición del material

seleccionado debe ser inferior a la temperatura de aplicación

bajo esta temperatura

cae por la tenacidad

ASTM E208 ENSAYO DE IMPACTO

La norma ASTM E208 especifica un ensayo de impacto para determinar la temperatura de transición a ductilidad nula (NDT)  en aceros de espesor mayor de 5/8 pulgadas (15,9 mm). La temperatura NDT es la temperatura a la que el modo de fractura del acero pasa de dúctil a quebradizo.

A temperaturas por encima de la NDT cuando se realiza un ensayo de tracción, una pieza de acero se estira o se deforma de manera dúctil. A temperaturas por debajo del NDT esa misma pieza de acero se romperá de manera quebradiza cuando esté sometida a cargas superiores a su límite elástico. Una vez que comienza la fractura, esta se propagará hasta que se rompa el material o se deje de ejercer fuerza

Para averiguar la temperatura NDT del acero, las muestras de haz se preparan de acuerdo con la norma ASTM E208 y se someten a un solo impacto de un sistema de ensayo de caída de peso. La torre de impacto de Ceast Modelo 9350 es adecuada para esta prueba. Este modelo es capaz de probar las muestras con una energía de impacto de 0,59 a 757 J. Es capaz de analizar muestras de tipo P2 de 19 x 130 x 50 mm y P3 16 x 130 x 50 mm .Cuando se combina con el Sistema de Adquisición de Datos DAS 64K, y con el módulo VisualImpact del software CeastView se pueden capturar los datos generar la curva de energía absorbida por el impacto.

CASOS DE ESTUDIOS DE LA SELECCIÓN DE MATERIALES

a.-ACERO DE BAJO CARBONO

b.- Aluminio de fuerza de rendimiento igual al acero.

Existen dos materiales disponibles de la siguiente manera

1.-tope del coche debe permanecer intacto después de un bajo

impacto de velocidad

2.-una mejor protección de la

tripulación en una colisión de alta

velocidad

Existen dos aplicaciones de selección de material

Absorción de la energía elástica

Modulo de la

resistencia

AP

LIC

AC

IÓN

I

Absorción de la energía Plástica

Modulo de tenacidadA

PLIC

AC

IÓN

II

DUREZALa dureza es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes; entre otras. También puede definirse como la cantidad de energía que absorbe un material ante un esfuerzo antes de romperse o deformarse.

la superficie, dureza sirve como un factor en la selección de un material para el deslizamiento - Aplicaciones de contacto, tales como engranajes, frenos y embragues rodamientos de bolas / rodillos, etc

FATIGA

Es la Insuficiencia de los Materiales debido a una tensión alterna repetida (muy por debajo del límite de elasticidad) se llama fallo por fatiga

ENDURANCE LIMITLÍMITE DE RESISTENCIA ES UNA RESISTENCIA A LA FATIGA EN LAS QUE EL COMPONENTE TIENE VIDA INDEFINIDA, COMO SE MUESTRA EN LA FIGURA

FATIGUE STRENGTH

LA RESISTENCIA A LA FATIGA DE METALES DE INGENIERÍA son cerca de 50% de su resistencia a la tracción

STREES RUPTUR RUPTURA POR ESFUERZO

SIMILAR A LA FLUENCIA CREEP TEST SE DETERMINA EL ESFUERZO EN LOS QUE UNA PARTE falla bajo una

carga constante a temperatura elevada

Esta prueba tiene la ventaja de tomar menos tiempo para

ejecutar la prueba

ESFUERZO

CONCENTRACION DE TENSIONES

SI UN MIEMBRO CON CARGA CONTIENE

RANURAS, AGUJEROS, las irregularidades en la

geometría, las tensiones inducidas en el elemento EN LA ZONA DE RANURAS será magnificado por una

CONSENTRACION DE ESFUERZOS

ANALISIS DE FALLAS