Universidad Privada del Norte

Ingeniería Industrial

Curso: Resistencia de Materiales

Docente: Lic. Jorge Daniel Torres Alvarez

PROPIEDADES MECANICAS

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.

Las Propiedades De Un Material Dependen De:

• La estructura que presente el material.

• Del proceso o procesos que haya sufrido.

• De la composicion quimica.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

Determinación de propiedades mecánicas a partir de la curva de tracción

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.

TIPOS DE ENSAYOS

Para conocer las cargas que pueden soportar

los materiales, se efectúan ensayos para medir

su comportamiento en distintas situaciones.

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

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.

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.

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.

Esfuerzo de torsión: Tipo de esfuerzo de desplazamiento que intenta torcer un material de forma encontrada.

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.

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.

MÁQUINAS DE TRACCIÓN

Montaje experimental

Máquina de ensayo: Mordaza:

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.

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

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.

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.

Medidas de Probetas:

Probetas durante el ensayo de tracción

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.

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.

Dureza

El indentador (montaje experimental):

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.

Ejemplos de Dureza

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.

Máquina de Ensayo de Flexión

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).

Ensayo de torsión