Propiedades de los Ensayos Mecánicos
Las propiedades mecánicas de
los materiales depende de su composición y micro-estructura. En
este tema se comienza a evaluar otros factores que afectan las
propiedades mecánicas de los materiales, como la forma en que
las temperaturas bajas pueden ocasionar que varios metales
y plásticos se vuelven quebradizos. Las
temperaturas bajas contribuyen a la quiebra de
los polímeros o plásticos utilizados para los anillos
selladores, que ocasionaron el accidente de Challenger en 1986. En 2003,
se perdió el transbordador Columbia debido a un impacto de residuos
sobre las losetas cerámicas y a la falla de los compuestos
carbono- carbono. De manera similar, la química especial
del acero utilizado en el Titanic y los esfuerzos asociados en
la fabricación y fragilidad de este acero cuando fue sometido a
temperaturas bajas se han identificado como los factores que contribuyeron a la
falla del casco del barco.
El objetivo principal de este capitulo es la introducción de
los conceptos básicos asociados con las propiedades mecánicas.
se apenderan los términos básicos como dureza, deformación unitaria, esfuerzo, deformación elástica y plástica,
etc.
El comportamiento mecánico de los
materiales esta descrito por sus propiedades mecánicas, las
cuales se miden con ensayos sencillos idealizados. Estos ensayos
se diseñan para representar distintos tipos de condiciones de cargas.
Las
propiedades mecánicas son aquellas propiedades de los sólidos que se
manifiestan cuando aplicamos una fuerza. Las propiedades mecánicas de los
materiales se refieren a la capacidad de los mismos de resistir acciones de
cargas: las cargas o fuerzas actúan momentáneamente, tienen carácter de choque.
- Cíclicas o de signo
variable: las cargas varían por valor, por sentido o por ambos
simultáneamente.
Las propiedades
mecánicas principales son: dureza, resistencia, elasticidad, plasticidad y
resiliencia, aunque también podrían considerarse entre estas a la fatiga y la
fluencia (creep).
- Cohesión: Resistencia de los
átomos a separarse unos de otros.
- Plasticidad: Capacidad de un
material a deformarse ante la acción de una carga, permaneciendo la
deformación al retirarse la misma. Es decir es una deformación permanente
e irreversible.
- Dureza: es la resistencia de
un cuerpo a ser rayado por otro. Opuesta a duro es blando. El diamante es
duro porque es difícil de rayar. Es la capacidad de oponer resistencia a
la deformación superficial por uno más duro.
- Resistencia: se refiere a la
propiedad que presentan los materiales para soportar las diversas fuerzas.
Es la oposición al cambio de forma y a la separación, es decir a la
destrucción por acción de fuerzas o cargas.
- Ductilidad: se refiere a la
propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse
obteniendo hilos.
- Maleabilidad: se refiere a
la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse
obteniendo láminas.
- Elasticidad: se refiere a la
propiedad que presentan los materiales de volver a su estado inicial
cuando se aplica una fuerza sobre él. La deformación recibida ante la
acción de una fuerza o carga no es permanente, volviendo el material a su
forma original al retirarse la carga.
- Higroscopicidad: se refiere
a la propiedad de absorber o exhalar el agua.
- Hendibilidad: es la
propiedad de partirse en el sentido de las fibras o láminas (si tiene).
- Resiliencia:es la capacidad de oponer resistencia a la destrucción por carga dinámica.
Ensayos de Tracción
El ensayo
de tracción de un material consiste en someter a una probeta normalizada a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la
rotura de la probeta. Este ensayo mide la resistencia de un material a una
fuerza estática o aplicada lentamente.
En un ensayo de tracción
pueden determinarse diversas características de los materiales elásticos:
- Módulo
de elasticidad o
Módulo de Young, que cuantifica la proporcionalidad anterior. Es el
resultado de dividir la tensión por la deformación unitaria, dentro de la
región elástica de un diagrama esfuerzo-deformación.
- Coeficiente
de Poisson,
que cuantifica la razón entre el alargamiento longitudinal y el
acortamiento de las longitudes transversales a la dirección de la fuerza.
- Límite
de proporcionalidad: valor de la tensión por debajo de la cual el alargamiento es
proporcional a la carga aplicada.
- Límite
de fluencia o
límite elástico aparente: valor de la tensión que soporta la probeta en el
momento de producirse el fenómeno de la cedencia o fluencia. Este fenómeno
tiene lugar en la zona de transición entre las deformaciones elásticas y
plásticas y se caracteriza por un rápido incremento de la deformación sin
aumento apreciable de la carga aplicada.
- Límite
elástico (límite
elástico convencional o práctico): valor de la tensión a la que se produce
un alargamiento prefijado de antemano (0,2%, 0,1%, etc.) en función del
extensómetro empleado. Es la máxima tensión aplicable sin que se produzcan
deformaciones permanentes en el material.
- Carga
de rotura o resistencia a tracción: carga máxima resistida por
la probeta dividida por la sección inicial de la probeta.
- Alargamiento
de rotura:
incremento de longitud que ha sufrido la probeta. Se mide entre dos puntos
cuya posición está normalizada y se expresa en tanto por ciento.
- Estricción: es la reducción de la
sección que se produce en la zona de la rotura.
Normalmente, el límite de proporcionalidad no suele determinarse ya que
carece de interés para los cálculos. Tampoco se calcula el Módulo de Young, ya
que éste es característico del material; así, todos los aceros tienen
el mismo módulo de elasticidad aunque sus resistencias puedan ser muy
diferentes. Los datos obtenidos en el ensayo deben ser suficientes para
determinar esas propiedades, y otras que se pueden determinar con base en
ellas. Por ejemplo, la ductilidad se puede
obtener a partir del alargamiento y de la reducción de área.
Ensayos de Impacto
El ensayo de impacto describe la respuesta
de un material a una carga aplicada de manera rápida. Las prueba de
Charpy y de Izod son comunes.
Se mide la energía requerida para fracturar una probeta
y puede utilizarse como la base para la comparación de varios metales
probados bajo las mismas condiciones, Ademas, pueden determinarse una
temperatura de transición sobre el cual el material falla de una
manera dúctil, en vez de frágil.
Ensayos de Dureza
El ensayo de dureza mide la resistencia de
un material a la penetración y provee una medida de la
resistencia al desgaste y a la abrasión del
material. Comúnmente se utiliza una variedad de ensayos
de dureza, incluyendo las probetas de Rockwell y Brinell. Con
frecuencia la dureza pueden correlacionarse con las otras
propiedades mecánicas, particularmente con la resistencia a
la tensión.
Prof. García Luis
Ingeniero Industrial UP
TSU en Metalurgia IUTPC
Ingeniero de Materiales Industriales IUTPC
profesor Luis. gracias a esta información puedo decir que los ensayos mecánicos en los materiales es una parte fundamental a la hora de estructurar un sistema o dise*nar uno ya que, gracias a estos ensayos determinamos el comportamiento del material. leí que gracias a estos ensayos se determinaron características y propiedades de accidentes muy famosos ocurridos en la historia como, la debilidad del acero del titanic ocasionado por altas temperaturas gracias a dichos accidentes el hombre crea esta practica del material para saber su comportamiento ante la utilización que se le va a dar. para finalizar con estos ensayos como los de tracción, impacto, dureza no solo determinamos su comportamiento ante estos factores también determinamos propiedades del material tales como dureza cohesiona ductilidad maleabilidad, capacidad de absorción de energía, resistencia, flexibilidad entre otras las cuales hacen predecible el comportamiento del material, claro sabiendo que cada ensayo distinto nos proporcionara unas propiedades distintas y dependiendo de esa propiedad sabremos que ensayo aplicarle a nuestro material.
ResponderEliminaralumno.. LEONARDO TREJO 24423674
buenas Profesor muchas gracias por la informacion que me ah suministrado con este contenido ahora conozco que a partir de los ensayos y pruebas, de los cuales se han conocido las propiedades del material ya sea resistente, rigido o ductil y que este sometida a un gran esfuerzo o tolere altas como bajas temperaturas, puedo yo ahora tomar en cuenta aquellos ensayos mecanicos y así ver cuales pueden ser aplicados.En resumen al concepto de traccion puedo yo decir que el ensayo de traccion mide la resistencia de un material a una fuerza estática o gradualmente aplicada y que apartir de este ensayo se puede obtener informacion relacionada con la resistencia, rigidez y ductibilidad de un material. Para terminar el ensayo de impacto consiste en someter a un material a un golpe intenso, en la cual la velocidad de aplicacion del esfuerzo es extramadamente grande, a menudo se utiliza para evaluar la fragilidad de un material bajo estas condiciones.
ResponderEliminarMiguel Diaz
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ResponderEliminarBuenos dias profesor Luis Garcia es Joanmi Sosa, de la informacion que me ha ofrecido, puedo decir que las propiedades mecanicas de los materiales son aquellas que nos permite conocer esas caracteristicas fisica con las cuales podemos hacer ensayos de calidad. Cuando hablamos de las propiedades mecanicas hablamos de materiales solidos como metales, ceramicos, etc; donde tomamos en cuenta su capacidad de de ser sostenibles en los diferentes tipos de ambientes o mejor dicho a la fuerza de la naturaleza.
ResponderEliminarAl decir propiedades mecanicas estamos por explicar sobre la dureza, elasticidad, resistencia y mas de estos materiales solidos. Para saber de estas caracteristica de dichos materiales se realizan ensayo para cada uno de ellos como por ejemplo el ensayo de dureza; estos ensayos se realizan en un laboratorio adecuado a esta rama de la ingenieria con los intrumentos precisos para estos procedimientos. Sin mas que agregar hago acotar que conocer las propiedades mecanicas de los materiales son tan fundamentales como las quimicas o las fisicas ya que nos permite tener en cuenta que material es conveniente para uso en la sociedad por su alto rendimiento de manera que no afecte el modo de vida o trabajo de las personas sino que facilite la innovacion y tecnologia para la industrial de manera que favorezca al publico.
buenos dias profesor luis con respecto a la tarea pautada puedo agregar que las propiedades mecanicas son super importantes a la ora de fabricar una estructura , porque teniendo en cuenta el grado de dureza o la el punto de destruccion de dicho material , tabien cabe destacar que gracias a los ensayos mecanicos han descubierto cosas que son importates para la humanidad y como hemos venido diciendo para la fabricacion de estructuras , ya sin mas nada que agregar gracias por la informacion ...
ResponderEliminarbachiller: pablo mosquera C.I 25142374
Según lo leído, conocemos que las propiedades mecánicas son la capacidad que tiene un material de resistir acciones de carga, las cuales actúan momentáneamente a manera de choque. Estas son dureza, resistencia, elasticidad, plasticidad y resilencia. De esta manera, se comprende cómo el material se resiste a un cambio de forma o a una deformación superficial. Al conocer esta información se tiene una idea más clara y precisa del material con el que se pueda trabajar, evitando errores e incluso accidentes, también, se puede llegar a conocer con profundidad cuales son sus diversos usos, ya que, dichas propiedades, son las limitantes. Se debe tomar en cuenta que las condiciones deben estar relacionadas con la manera en que la carga esta inducida, la condición del material y la condición de los alrededores, también, considerar que el tiempo determina el efecto de los resultados obtenidos.
ResponderEliminarJORMIRYS ROMERO
CI: 25104791