UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

COMPUTACIÓN APLICADA

TEMA: Propiedades mecánicas

PROFESOR: Ing. Miguel Mora

INTEGRANTES: Stalin Coca – Adrián Tobar

SEMESTRE: Decimo – “A”

2013

PROPIEDADES MECÁNICAS

DEFINICIÓN Las propiedades que tienen que ver con el comportamiento de los materiales bajo carga.

ANTECEDENTES SOBRE LAS PRUEBAS MECÁNICAS DE MATERIALES

LOS TIPOS COMUNES DE PROPIEDADES MECÁNICAS

ANÁLISIS DE FALLAS

ANTECEDENTES DE MECÁNICAPRUEBAS DE MATERIALESObjetivo: Determinación de la respuesta de materiales a una aplicación de una fuerza.

Esfuerzo de tracción: tiende a tirar un miembro aparteTensión de compresión: tiende a aplastar a un cuerpoEsfuerzo cortante: tiende a romper un miembroTensión torsional: tiende a retorcer un miembroTensión flexionante: tiende a curvar un miembro

𝑇𝐸𝑁𝑆𝐼𝑂𝑁 𝑃𝑅𝑂𝑀𝐸𝐷𝐼𝑂=𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎

𝑎𝑟𝑒𝑎𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎

Un miembro cargado se deformará (cambio de forma).Deformación = cambio en la longitud

Esfuerzo = Deformacion / longitud del miembro

MÁQUINA DE PRUEBA UNIVERSAL (UTM)

Se utiliza para medir la respuesta del material a las 3 principales formas de esfuerzo (tensión, compresión, esfuerzo cortante).

DIAGRAMA ESFUERZO/DEFORMACIÓN

Carga / Área de esfuerzo original TensiónDeformación / Longitud original EsfuerzoGeometría – diagrama dependiente Geometría – diagrama independiente

Elasticidad: habilidad del material para volver a su forma original cuando es descargado.

Plasticidad: habilidad del material para permanecer deformado sin llegar a la fractura.

TIPOS COMUNES DE PROPIEDADES MECÁNICAS

Propiedades derivadas del Diagrama esfuerzo Deformación

Resistencia al Impacto

Dureza

Fatiga

Deslizamiento

Esfuerzo a la rotura

PROPIEDADES DERIVADAS DEL DIAGRAMA

ESFUERZO DEFORMACIÓN

Fuerza

Rigidez

Ductilidad

Módulo de Resiliencia

Módulo de Tenacidad

RESISTENCIA A LA ROTURA

Es la máxima resistencia del material a los cambios de forma y es igual a carga máxima / Área de esfuerzo.

Resistencia a la tracción (aleaciones metálicas. Compuestos)Resistencia a la compresión (fundiciones, Polímeros, Cerámica)Resistencia al corte (aleaciones metálicas, Compuestos)Resistencia al cizallamiento = 40% de la Resistencia a la tracción

Fuerza Específica = Resistencia a la tracción / densidad

RENDIMIENTO PUNTO DE ESFUERZO / LÍMITE ELÁSTICO

PUNTO LIMITE DE ESFUERZO es la tensión correspondiente al punto inicial de deformación plástica. Este punto en el diagramas de esfuerzo/deformación de algunos materiales está indicado por una pequeña región plana (cambio en la deformación w carga constante) como se muestra en la figura.

El esfuerzo admisible (seguro) en el diseño mecánico debe estar muy por debajo de este punto. Sin embargo, en la mayor parte de diagramas esfuerzo/deformacion de los materiales, este punto no es fácil de localizar. Este punto se determina a través del método grafico (el punto de la curva y una línea trazada desde el punto 0,2%, 0 en paralelo a la pendiente e intersección), y el esfuerzo asociado se llama resistencia a la deformación, como se muestra en la figura.

RIGIDEZ

Es la resistencia del material a la deformación elástica y es determinada por el módulo de elasticidad E o módulo de Young.Módulo de elasticidad del material se mide por la pendiente de la parte lineal de la curva, como se muestra en la figura.

𝑅𝑖𝑔𝑖𝑑𝑒𝑧𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎=𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜𝑑𝑒𝑡𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑

DUCTILIDADEs una medida de la propiedad de plasticidad de un material, y se calcula por una de las siguientes fórmulas 3:

% ductilidad = punto de ruptura en el eje de formación x100% elongación = cambio de longitud/longitud original% reducción de área = Cambio área/área original

Aleaciones forjadas son dúctiles y polímeros tienen una alta ductilidad.Cerámica y aleaciones de fundición son frágiles y tienen poca o 0%ductilidad. Selección de materiales para los procesos de fabricación,doblado en frío, dibujo, y extrusión deben basarse en estapropiedad (es decir, el 30% -50% ductilidad).

MODULO DE RESISTENCIA

Máxima cantidad de energía elástica por unidad de volumen que un material puede absorber, a baja velocidad de deformación, y se mide por el área bajo la parte lineal de la curva tensión / deformación, como se muestra en la figura.

Selección de materiales para componentes, tales como ballestas, resorte tipo reloj, hojas de cuchillos, parte de la máquina en caso de colisión a baja velocidad, etc se debe basar en esta propiedad.La propiedad resistente es inversamente proporcional al módulo de elasticidad, menor es el módulo del material más resistente. Esta propiedad es directamente proporcional a la resistencia a la fluencia del material.

DUREZA• La máxima cantidad de energía por unidad de volumen

elástico que un material puede absorber a baja velocidad de deformación, para producir factura y se mide por el área total bajo la curva de tensión / deformación, como se muestra en la figura.

DUCTILIDAD DE MATERIALES

• (como la mayoría de los metales y polímeros) tener una buena tenacidad y resistencia al impacto. Los materiales frágiles tales como Aleaciones de Cerámica y Elenco tienen resistencia despreciable.

FLUENCIA LENTA

• Es un proceso lento de la deformación plástica que tiene lugar cuando un material se somete a una condición constante de carga (tensión) por debajo de su límite elástico para una cierta cantidad de tiempo.

• La mayoría de los metales sólo fluye cuando está sometido a una temperatura eleva (0.5 de su temperatura de fusión absoluta).

• El ensayo de fluencia se lleva a cabo simplemente sometiendo una muestra del tipo de tracción a una tensión constante.

DUREZA• Resistencia de los materiales contra golpes y rasgaduras

en su superficie.

• La dureza de la superficie sirve como un factor en la selección de un material para aplicaciones de contacto deslizante, tales como engranajes, frenos y embragues, rodamientos de bolas / rodillos, etc.• Esta propiedad se especifica en los planos de ingeniería para la

fabricación de los propósitos de tratamiento térmico.• Las aleaciones metálicas tienen buena dureza, aleaciones de fundición y

cerámica son materiales muy duros.

FATIGA• Insuficiencia de Materiales debido a una tensión alterna

repetitiva (muy por debajo del límite de elasticidad) se llama fallo por fatiga. • Resistencia a la fatiga es un factor importante en el

proceso de selección de materiales para aplicaciones de carga cíclicos.

VARIACION DE TEMPERATURA

• Es una temperatura bajo las cuales, los materiales dúctiles se vuelve frágil. Bajo esta temperatura, la dureza, baja. En la selección de materiales para una aplicación de baja temperatura, para evitar que las gotas de tenacidad. En la selección de materiales para una aplicación de baja temperatura, para evitar una caída de la dureza, la temperatura de transición. Del material seleccionado debe ser inferior a la temperatura de aplicación