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Propiedades Mecánicas de los Materiales: Análisis y Aplicaciones en Ingeniería, Apuntes de Mecánica

Definiciones de Densidad de los Materiales

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 31/01/2020

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Rascon Carlos Carlos Antonio 16111750 CIM 11:00-12:00
TAREA # 4
Desarrollar un diagrama o tabla que incluya las propiedades mecánicas
revisadas en clase: modulo E, G y K, esfuerzo de cedencia, último y de
fractura, dureza y tenacidad.
Deberán explicarse su comportamiento y forma de aplicación en la
ingeniería, así como principales características.
Describa un ejemplo de la aplicación de alguna de estas propiedades en
la industria.
Tipo de propiedad Comportamiento y forma de
aplicación
Principales características
MODULO G
Experimentalmente el módulo elástico
transversal (o módulo cortante) puede
medirse de varios modos, conceptualmente
la forma más sencilla es considerar un cubo
como el de la fig. 1 y someterlo a
una fuerza cortante, para pequeñas
deformaciones se puede calcular la razón
entre la tensión y la distorsión angular
Caracteriza el cambio de forma que experimenta un
material elástico (lineal e isótropo) cuando se
aplican esfuerzos cortantes.
Miden Materiales isótropos lineales
Y Materiales aniso trópicos lineales.
Se mide en Gpa.
MODULO K
De un material mide su resistencia a la
compresión uniforme y, por tanto, indica el
aumento de presión requerido para causar
una disminución unitaria de volumen dado.
En situaciones en las que un sólido se comporta
como un fluido, como por ejemplo en balística
terminal, el módulo de compresibilidad no puede ser
ignorado.
Si durante el proceso de compresión
la temperatura permanece constante, tenemos el
coeficiente de compresibilidad isotérmico,
Si el proceso de compresión es adiabático, tenemos el
coeficiente de compresibilidad adiabático.
Se mide en Gpa.
ESFUERZO
ÚLTIMO
debe ser la aplicación de ciertas fuerzas , la
mayor antes del punto de romperse o
reformarse, alterarse el material.
Se mide por varios vectores, (por ej. tonelada(s), por
pulgada cuadrada), en alguna prensa. Debe poder
repetirse bajo todas las mismas condiciones y
material, etc, igual. Ahora, el mínimo soportado, debe
ser lo menor que haya pero para que se pueda
observar que está sirviendo el material
Unidad Mpa.
PUNTO DE
FRACTURA
Máxima tensión que un material puede
soportar bajo tensión antes de que
su sección transversal se contraiga de
manera significativa.
máxima tensión que un material puede
soportar bajo tensión antes de que
su sección transversal se contraiga de
manera significativa.
Es una propiedad intensiva; por lo tanto su valor no
depende del tamaño de la muestra, sino de factores,
tales como la preparación, la presencia o no de
defectos superficiales, y la temperatura del
medioambiente y del material.
Son muy importantes en el diseño de elementos
frágiles. Las mismas se encuentran tabuladas para los
materiales más comunes tales
como aleaciones, materiales
compuestos, cerámicos, plásticos, y madera.
Se mide en Mpa.
DUREZA
Mide la resistencia que un material ofrece
cuando se intenta ser deformado
plásticamente.
Normalmente se cuantifica por medio de
una prueba de indentación. Este método de
determinación de la dureza es muy común
en los metales.
Entre más duro es el material, más cuesta deformarlo.
La dificultad para deformar plásticamente al material
se mide en función de la fuerza aplicada.
La dureza se mide en (vickers/Rockwell)
TENACIDAD
Es la energía de deformación total que es
capaz absorber o acumular un material
antes de alcanzar la rotura en condiciones
de impacto, por acumulación
de dislocaciones.
Se debe principalmente al grado de cohesión entre
moléculas. En mineralogía la tenacidad es la
resistencia que opone un mineral u otro material a ser
roto, molido, doblado, desgarrado o suprimido.
Nótese que para un material viscoelástico dicha
energía dependería de la evolución de velocidad
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Rascon Carlos Carlos Antonio 16111750 CIM 11:00-12:

TAREA # 4Desarrollar un diagrama o tabla que incluya las propiedades mecánicas revisadas en clase: modulo E, G y K, esfuerzo de cedencia, último y de fractura, dureza y tenacidad.Deberán explicarse su comportamiento y forma de aplicación en la ingeniería, así como principales características.Describa un ejemplo de la aplicación de alguna de estas propiedades en la industria.

Tipo de propiedad Comportamiento y forma de

aplicación

Principales características

MODULO G Experimentalmente el módulo elástico transversal (o módulo cortante) puede medirse de varios modos, conceptualmente la forma más sencilla es considerar un cubo como el de la fig. 1 y someterlo a una fuerza cortante, para pequeñas deformaciones se puede calcular la razón entre la tensión y la distorsión angular Caracteriza el cambio de forma que experimenta un material elástico (lineal e isótropo) cuando se aplican esfuerzos cortantes. Miden Materiales isótropos lineales Y Materiales aniso trópicos lineales. Se mide en Gpa. MODULO K De un material mide su resistencia a la compresión uniforme y, por tanto, indica el aumento de presión requerido para causar una disminución unitaria de volumen dado. En situaciones en las que un sólido se comporta como un fluido, como por ejemplo en balística terminal, el módulo de compresibilidad no puede ser ignorado. Si durante el proceso de compresión la temperatura permanece constante, tenemos el coeficiente de compresibilidad isotérmico , Si el proceso de compresión es adiabático, tenemos el coeficiente de compresibilidad adiabático. Se mide en Gpa. ESFUERZO ÚLTIMO debe ser la aplicación de ciertas fuerzas , la mayor antes del punto de romperse o reformarse, alterarse el material. Se mide por varios vectores, (por ej. tonelada(s), por pulgada cuadrada), en alguna prensa. Debe poder repetirse bajo todas las mismas condiciones y material, etc, igual. Ahora, el mínimo soportado, debe ser lo menor que haya pero para que se pueda observar que está sirviendo el material Unidad Mpa. PUNTO DE FRACTURA Máxima tensión que un material puede soportar bajo tensión antes de que su sección transversal se contraiga de manera significativa. máxima tensión que un material puede soportar bajo tensión antes de que su sección transversal se contraiga de manera significativa. Es una propiedad intensiva; por lo tanto su valor no depende del tamaño de la muestra, sino de factores, tales como la preparación, la presencia o no de defectos superficiales, y la temperatura del medioambiente y del material. Son muy importantes en el diseño de elementos frágiles. Las mismas se encuentran tabuladas para los materiales más comunes tales como aleaciones, materiales compuestos, cerámicos, plásticos, y madera. Se mide en Mpa. DUREZA Mide la resistencia que un material ofrece cuando se intenta ser deformado plásticamente. Normalmente se cuantifica por medio de una prueba de indentación. Este método de determinación de la dureza es muy común en los metales. Entre más duro es el material, más cuesta deformarlo. La dificultad para deformar plásticamente al material se mide en función de la fuerza aplicada. La dureza se mide en (vickers/Rockwell) TENACIDAD Es la energía de deformación total que es capaz absorber o acumular un material antes de alcanzar la rotura en condiciones de impacto, por acumulación de dislocaciones. Se debe principalmente al grado de cohesión entre moléculas. En mineralogía la tenacidad es la resistencia que opone un mineral u otro material a ser roto, molido, doblado, desgarrado o suprimido. Nótese que para un material viscoelástico dicha energía dependería de la evolución de velocidad

Rascon Carlos Carlos Antonio 16111750 CIM 11:00-12:

deformación, mientras que en materiales elastoplásticos es independiente de ellos. Se mide en KJ/m^2

MÓDULO E

Mientras mayor el valor (módulo), más rígido el material. A la inversa, los materiales con valores bajos son más fáciles de doblar bajo carga. En la mayoría de aceros y aleaciones endurecibles por envejecimiento, el módulo varía en función de la composición química, el trabajado en frío y el grado de envejecimiento. El módulo de elasticidad es la medida de la tenacidad y rigidez del material del resorte, o su capacidad elástica. Caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la que se aplica una fuerza. Se mide en Gpa.

ESFUERZO DE

CEDENCIA

Es el esfuerzo que produce en un material una deformación específica, permanente y limitadora. El esfuerzo de cedencia, se obtiene al trazar una línea paralela a la zona elástica en la gráfica Carga VS Elongación, pero con un desplazamiento del 2% sobre el eje X, el punto en el que esta se intersecta con la gráfica, es el valor del esfuerzo de cedencia. El esfuerzo de cedencia de un material tiene una gran importancia en la ingeniería. Es un valor de esfuerzo práctico y fácil de medir, que indica en forma definitiva, que se está realizando una acción inelástica. Si se carga un espécimen metálico ligeramente más que el límite elástico y, luego, se descarga, la línea de esfuerzo y deformación de descarga, es esencialmente paralela a la porción recta inicial de la curva. Se mide en Mpa.

EJEMPLO DE DUREZA DE UN MATERIAL EN LA INDUSTRIA

Al momento de la elaboración de varillas o barras de metal para la creación de edificios,

estos deben pasar primero por pruebas de dureza, resistencia y entre otras...

Deben ser sometidas a estas pruebas ya que serán los cimietos de edificios y/o viviendas, ya

que un error dentro de estas podría resultar en un daño a la propiedad o a la persona; una

vez calculado el valor de dureza de material podemos verificar si es costeable utilizar o no

la varilla o barra de metal para que estas soporten y cumplan con los requisitos y normaqs

de seguridad.