miércoles, 24 de marzo de 2010
viernes, 12 de marzo de 2010
actividades propiedades de los materiales
< 1. ¿Qué relación existe entre el peso específico y la densidad de un determinado material?
Pe=P/v; el P= m·g así pues, Pe=m·g/v
D=m/v
si en Pe sustituimos m/v por la densidad, obtenemos la relación : Pe=d·g
2. ¿Cuál es el coeficiente de variación de la resistividad con la temperatura el cobre, si este metal posee a 0º C una resistividad de 1,7 .10 -8 Ω . m y a 20ºC es de 1,72 . 10 -8 Ω . m.
P=Po(1+αΔt)
1'7.10^-8=1'72.10^-8(1-20α)
α=5'9.10^-4 ºC^-1
3. ¿Cuál será la longitud a 100 ºC de una barra que a 0 ºC mide 1 metro, si el coeficiente de dilatación lineal característico del material es 10 -4 ºC -1
L=L0(1+αΔt)
L=1(1+100.10^-4)
l=1'01m
¿Cúal será la deformación unitaria que presenta un material en su límite elástico, si este es σe = 1MPa y su módulo de Young, E = 1 GPa.
σ=E.ε
ε=σ/E
ε=1MPa/1GPa=10^6Pa/10^9Pa=10^-3m/m
4. Si para elevar 10 ºC la temperatura de 1Kg de una sustancia sólida (Ce=100 cal/kg. ºC), que se encuentra a la temperatura de fusión, es preciso comunicar 2 Kcal, ¿cuál será el calor latente de fusión de la sustancia?.
Ce=100cal/kg ºC = 1cal/gr ºC
2000cal= 1kg. Cl+ 1kg.100cal/kgºC.10
Cl=1000cal/kg=1kcal/kg
5. ¿Porqué no se oxida el oro?.
Porque es uno de los metales (llamados nobles)con mayor potencial de oxidación, lo que viene a significar que necesita mucha energía para oxidarse, cuando la oxidación es una reacción exotérmica.
Necesita mucha energía para oxidarse al igual que los gases nobles.
6. El diagrama de la fig inferior representa el resultado de un ensayo. se pide:
σ=E·ε
σ=F/S
E·ε=F/S
8·10^10·ε=30.000.000/(0.3·0.3)
ε=4.16·10^-3 m/m
ε=L-Lo/Lo
4.16·10^-3=L-0.2/0.2
0.2m=L=200.8mm
9. Una pieza maciza de caucho vulcanizado tiene las dimensiones primitivas y está sometida a los esfuerzos indicados en la fig inferior. Su módulo de elasticidad es de 5 x 104 MPa.Se pide:
El alargamiento y la longitud de cada sección.
Tension= F/S
Tension=40000KN/(150)^2·π= 566'6MPa
Tension=ε·E; 566'6=5·10^10ε; ε=1'13·10^-2
ε=L-Lo/Lo;1'13·10^-2·200=L-Lo;L=202'6mm
10. Una barra cilíndrica de acero, con un límite elástico de 500 Kp/cm2 se somete a una fuerza de tracción de 8500 Kp. Sabiendo que la longitud de la barra es de 400 mm y su módulo de elasticidad E= 2,1 x 106 Kp/cm2. Calcular el diámetro de la barra para que su alargamiento total no supere las 50 milésimas de mm.
σ=E·ε
σ=2.1·10^6·ε
ε=L-Lo/Lo;ε=0.05mm/400mm=1.25·10^-4mm/mm
σ=E·ε
σ=2.1·10^6·1.25·10^-4=2.625·10^2kp/cm2
σ=F/S
262.5=F/S
S=8500=262.5=32.38cm2
32.38=π(d/2)^2
D=6.42cm
Pe=P/v; el P= m·g así pues, Pe=m·g/v
D=m/v
si en Pe sustituimos m/v por la densidad, obtenemos la relación : Pe=d·g
2. ¿Cuál es el coeficiente de variación de la resistividad con la temperatura el cobre, si este metal posee a 0º C una resistividad de 1,7 .10 -8 Ω . m y a 20ºC es de 1,72 . 10 -8 Ω . m.
P=Po(1+αΔt)
1'7.10^-8=1'72.10^-8(1-20α)
α=5'9.10^-4 ºC^-1
3. ¿Cuál será la longitud a 100 ºC de una barra que a 0 ºC mide 1 metro, si el coeficiente de dilatación lineal característico del material es 10 -4 ºC -1
L=L0(1+αΔt)
L=1(1+100.10^-4)
l=1'01m
¿Cúal será la deformación unitaria que presenta un material en su límite elástico, si este es σe = 1MPa y su módulo de Young, E = 1 GPa.
σ=E.ε
ε=σ/E
ε=1MPa/1GPa=10^6Pa/10^9Pa=10^-3m/m
4. Si para elevar 10 ºC la temperatura de 1Kg de una sustancia sólida (Ce=100 cal/kg. ºC), que se encuentra a la temperatura de fusión, es preciso comunicar 2 Kcal, ¿cuál será el calor latente de fusión de la sustancia?.
Ce=100cal/kg ºC = 1cal/gr ºC
2000cal= 1kg. Cl+ 1kg.100cal/kgºC.10
Cl=1000cal/kg=1kcal/kg
5. ¿Porqué no se oxida el oro?.
Porque es uno de los metales (llamados nobles)con mayor potencial de oxidación, lo que viene a significar que necesita mucha energía para oxidarse, cuando la oxidación es una reacción exotérmica.
Necesita mucha energía para oxidarse al igual que los gases nobles.
6. El diagrama de la fig inferior representa el resultado de un ensayo. se pide:
a)Tipo de ensayo
Ensayo de tracción.
b) Identificar los puntos significativos del diagrama, indicando su significados y sus fases. Determinar el módulo de elasticidad del material.
P es el límite de proporcionalidad. Hasta este punto se cumple la ley de Hooke y las deformaciones seráon proporcionales a las tensiones.
E es el límite de elasticidad. Hasta E el material recuperará su forma original cuando cese la fuerza.
F es el límite de fluencia. Es el paso entre la zona elástica y la plástica. Se producen bruscas deformaciones sin apenas variar la tensión.
R es el límite de rotura. Supone el punto donde el material soporta la máxima tensión antes de romperse. Entre F y R estaría la zona (dentro de la zona plástica) de la meseta de endurecimiento.
U representa la rotura efectiva. En ese punto el material rompe.
σ=E·ε
E=σ/ε
E=130·10^6Pa/6.3·10^-4(m/m)=2.063·10^11 Pa
c) Expresar su valor en unidades del sistema técnico.
1Pa = 1N/m
9.8N=1kp
2.063·10^11N/m · 1kp/9.8N=2.105·10^10 kp/m
7. Una barra cilíndrica de 300 mm de longitud y 45 mm de diámetro, está conformada con un acero, que responde al diagrama y límites del problema anterior. Se somete a estiramiento por dos fuerzas unitarias, normales a sus superficies, de magnitud variable. Se pide:
a) El alargamiento y la longitud de la barra si las fuerzas unitarias son de 113.33 kN. La longitud si se descarga.
S=π 22'5^2 = 1'59.10^-3 ^m2
σ=F/S
σ=111'33·10^3/1'59.10^-3=70.10^6 Pa=70 Mpa
No se supera el límite de proporcionalidad, por lo que se puede aplicar la ley de Hooke.
70Mpa<89mpa>
σ="E.
ε =3'36.10^-4
ε =L-Lo/Lo
3'36.10^-4= L-0'3/0'3
L=300'102mm
ΔL=0'102mm
Recuperará su forma inicial porque no supera el límite elástico.
b) El alargamiento y la longitud de la barra si las fuerzas unitarias son de 199 kN. La longitud si se descarga.
σ=199·10^3/1'59.10^-3=125Mpa
125Mpa>89MPa por lo cual no puedo calcular E con la fórmula, hay que utilizar el gráfico.
Utilizamos gráfico
ε=6.10^-4m/m
6.10^-4=l-0'3/0'3
l=300'18mm
Al=1.8·10^-4 m
Recuperará su forma inicial porque no se supera el límite elástico.
c) El alargamiento y la longitud de la barra si las fuerzas unitarias son de 263.33 kN. La longitud si se descarga.
σ=F/S
σ=263.10^3/1'54.10^-3=165'4Mpa
165'4 Mpa>89 MPa, por lo cual no puedo calcular E con la fórmula,tengo que utilizar gráfica:
ε=10.10^-4m/m
10.10^-4=l-0'3/0'3
l=300'3mm
Δl=0'3mm
d) La máxima fuerza que podrá soportar sin romperse.
σ=F/So
262·10^6=F/1.59·10^-3
F=416580 N
e) Si en las aplicaciones prácticas se le aplica un coeficiente de seguridad de 1.8, determinar la fuerza máxima que podrá soportar la barra si sólo puede trabajar en la zona elástica.
σw=σe/1.8
σw=262·10^6/1.8=145555555.6 Pa
σw=Fw/S
Fw=1.59·10^-3 · 145555555.6=231433.3N
Notas:
Los datos necesarios para la resolución del problema pasan por tener los siguientes datos de puntos signifcativos, como son:
Límite de proporcionalidad: 89 MPa.
Límiter elástico: 130 MPa.
Resistencia a la tracción: 262 MPa.
Módulo de Young: 207 x 103 Mpa.
8. El lado de una pieza metálica de sección cuadrada mide 300 mm. Si la longitud de dicha pieza es de 200 mm, y su módulo de Young es de 8 x 104 MPa. Determinar la longitud de la misma si está sometida a un esfuerzo axial de 30000 kN.
σ=E·ε
σ=F/S
E·ε=F/S
8·10^10·ε=30.000.000/(0.3·0.3)
ε=4.16·10^-3 m/m
ε=L-Lo/Lo
4.16·10^-3=L-0.2/0.2
0.2m=L=200.8mm
9. Una pieza maciza de caucho vulcanizado tiene las dimensiones primitivas y está sometida a los esfuerzos indicados en la fig inferior. Su módulo de elasticidad es de 5 x 104 MPa.Se pide:
El alargamiento y la longitud de cada sección.
Tension= F/S
Tension=40000KN/(150)^2·π= 566'6MPa
Tension=ε·E; 566'6=5·10^10ε; ε=1'13·10^-2
ε=L-Lo/Lo;1'13·10^-2·200=L-Lo;L=202'6mm
10. Una barra cilíndrica de acero, con un límite elástico de 500 Kp/cm2 se somete a una fuerza de tracción de 8500 Kp. Sabiendo que la longitud de la barra es de 400 mm y su módulo de elasticidad E= 2,1 x 106 Kp/cm2. Calcular el diámetro de la barra para que su alargamiento total no supere las 50 milésimas de mm.
σ=E·ε
σ=2.1·10^6·ε
ε=L-Lo/Lo;ε=0.05mm/400mm=1.25·10^-4mm/mm
σ=E·ε
σ=2.1·10^6·1.25·10^-4=2.625·10^2kp/cm2
σ=F/S
262.5=F/S
S=8500=262.5=32.38cm2
32.38=π(d/2)^2
D=6.42cm
martes, 9 de marzo de 2010
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
¿Qué es la materia?
1)La realidad primaria de la que están hechas las cosas
2)Sustancia, elemento que tiene ciertas propiedades adecuadas para su uso en la construcción.
Hay que destacar la importancia de los materiales, pues marcaron las épocas de nuestra historia.(La edad de piedra, la edad de bronce...)
CLASIFICACIONES
-Metales y aleaciones:
A su vez, los metales pueden ser férricos o no férricos.
Mediante una aleación o un tratamiento térmico, se le modifica la estructura interna al material.
Una aleación es la mezcla de dos o más metales, o de algún metal con algún metaloide que se entremezclan en estado fundido, calentándolos por encima de la temperatura de fusión, con el objetivo de modificar sus propiedades. Para que se considere una aleación, se debe cumplir que los elementos sean miscibles en estado líguido y que el producto obtenido tenga caracter metálico
-Polímeros:
Son los conocidos comúnmente como plásticos. Son pequeñas células unidas en cadena. La madera sería un polímero natural
-Cerámicos y vidrios:
Tales como el cemento y el hormigón
-Materiales compuestos:
Madera, fibra de vidrio...
PROPIEDADES
Las propiedades de los materiales son características innatas, es decir, nacen con ellas, aunque también se pueden modificar por procedimientos industriales. Las propiedades de los materiales están en función de la estructura interna de cada uno de ellos.
La propiedad de un material responde al sometimiento de un agente externo, p.e., una fuerza, y dependiendo de su comportamiento, diremos si es duro, ductil, maleable, etc,.
Los materiales se clasifican según sus propiedades. Las propiedades de un material determinado se pueden clasificar en cinco grupos diferentes
1.Propiedades químicas
2.Propiedades físicas
3.Propiedades mecánicas
4.Propiedades estéticas y económicas
5.Propiedades de fabricación o tecnológicas
PROPIEDADES QUÍMICAS
Oxidación, corrosión y combustibilidad.
1) La oxidación
Coloquialmente hablando es una capa que se forma en la superficie del material, protegiéndolo.
Se forma por la interacción del material con el oxígeno (O2) , que forman óxido y energía, produciendo una reacción exotérmica.
2)La corrosión
Volviendo a utilizar un lenguaje coloquial, es la oxidación que se cae y vuelve a aparecer.
Se forma por la interacción del material con el oxígeno, además de con la humedad y un agente agresivo. Forman una reacción exotérmica
3)Combustibilidad
Mayor o menor facilidad de un material para que arda. Esta propiedad va en función de la ecuación de la energía química de un material.(Eq= Pc·m, siendo Pc poder calorífico y m la masa.)
PROPIEDADES FÍSICAS (Se aprecian con los sentidos)
Densidad
d= m/V, Kg/m3.
Peso específico
p= P/V , N/m3
Propiedades eléctricas
-Resistividad y conductividad:
aislantes, semiconductores y conductores.(de mayor a menor resistividad)
R= ρ l/s
La resistividad:
-Es la facilidad o no, de los materiales para dejar pasar corriente electrica.
-Nace en el material y solamente se puede modificar en los semiconductores, dependiendo de la cantidad de impurezas.
-La inversa de la resistividad se tiene en cuenta a la hora de transportar energía y para el calor de las estufas(por ejemplo).
-Varia con la energía:ρ=ρ(inicial)·(1 + α Δt); En los metales si la temperatura aumenta, la resistividad también lo hará, en cambio si aumenta la temperatura en los semiconductores, la resistividad disminuirá debido al grado de impurezas de los átomos.
-Rígidez dieléctrica.
Los materiales influenciados por un campo magnético tiene un diferente comportamiento al habitual.
En los átomos hay electrones en continuo movimiento, si introducimos un campo, modificará a estos átomos, que crearán otros campos.
Un campo magnético influye al átomo, los electrones cambian de órbitas, produciendo corrientes erráticas, que estas a su vez producen otros campos magnéticos. Estos campos magnéticos son opuestos al aplicado si los materiales son diamagnéticos(mercurio, hidrógeno,...), o del mismo sentido al aplicado(mayor, paramagnéticos y mucho mayor al aplicado son los ferromagnéticos, que están imantados).
Ensayo de tracción:
Uno de los ensayos muy utilizado en la industria es el ensayo de tracción. Este ensayo tiene por objeto definir la resistencia elástica, resistencia última y plasticidad del material cuando se le somete a fuerzas uniaxiales. Se requiere una máquina, generalmente una prensa hidráulica, capaz de:
-Alcanzar la fuerza suficiente para producir la fractura de la probeta o téstigo.
-Controla la velocidad del aumento de la carga o fuerza aplicada.
-Registrar las tensiones σ que se aplican y los alargamientos unitarios ε
En la gráfica obtenida del ensayo, la tensión σ= F/ So es función del alargamiento unitario.
El alumno se debe fijar que las ordenadas de la gráfica representan la tensión, no la carga que se aplica a la máquina a la probeta. La sección de la probeta va disminuyendo a medida que aumenta la carga aplicada
La probeta tiene una longitud inicial Lo, al aplicarle la carga se alargará L.
El alargamiento unitario, viene dado como:
ε = L- Lo/Lo = m/m
En casi toda la región elástica se cumple la ley de Hooke: α = E x ε = N/mm2 (Pascales, Pa)
E representa el módulo de Young o módulo de elasticidad, característico de cada material. En esta región las deformaciones son proporcionales a las tensiones. El módulo de Young es la pendiente de la función lineal de la región elástica. La función lineal acaba en el límite de proporcionalidad P.
Según el tipo de material, a veces no se distinguen los límites de la región elástica y plástica, cuando ocurre este caso se recurre al criterio adoptado por los ingenieros de esta materia, y que consiste en trazar una paralela a la aparente función lineal, desde el punto 0,2% del alargamiento unitario.
1)La realidad primaria de la que están hechas las cosas
2)Sustancia, elemento que tiene ciertas propiedades adecuadas para su uso en la construcción.
Hay que destacar la importancia de los materiales, pues marcaron las épocas de nuestra historia.(La edad de piedra, la edad de bronce...)
CLASIFICACIONES
-Metales y aleaciones:
A su vez, los metales pueden ser férricos o no férricos.
Mediante una aleación o un tratamiento térmico, se le modifica la estructura interna al material.
Una aleación es la mezcla de dos o más metales, o de algún metal con algún metaloide que se entremezclan en estado fundido, calentándolos por encima de la temperatura de fusión, con el objetivo de modificar sus propiedades. Para que se considere una aleación, se debe cumplir que los elementos sean miscibles en estado líguido y que el producto obtenido tenga caracter metálico
-Polímeros:
Son los conocidos comúnmente como plásticos. Son pequeñas células unidas en cadena. La madera sería un polímero natural
-Cerámicos y vidrios:
Tales como el cemento y el hormigón
-Materiales compuestos:
Madera, fibra de vidrio...
PROPIEDADES
Las propiedades de los materiales son características innatas, es decir, nacen con ellas, aunque también se pueden modificar por procedimientos industriales. Las propiedades de los materiales están en función de la estructura interna de cada uno de ellos.
La propiedad de un material responde al sometimiento de un agente externo, p.e., una fuerza, y dependiendo de su comportamiento, diremos si es duro, ductil, maleable, etc,.
Los materiales se clasifican según sus propiedades. Las propiedades de un material determinado se pueden clasificar en cinco grupos diferentes
1.Propiedades químicas
2.Propiedades físicas
3.Propiedades mecánicas
4.Propiedades estéticas y económicas
5.Propiedades de fabricación o tecnológicas
PROPIEDADES QUÍMICAS
Oxidación, corrosión y combustibilidad.
1) La oxidación
Coloquialmente hablando es una capa que se forma en la superficie del material, protegiéndolo.
Se forma por la interacción del material con el oxígeno (O2) , que forman óxido y energía, produciendo una reacción exotérmica.
2)La corrosión
Volviendo a utilizar un lenguaje coloquial, es la oxidación que se cae y vuelve a aparecer.
Se forma por la interacción del material con el oxígeno, además de con la humedad y un agente agresivo. Forman una reacción exotérmica
3)Combustibilidad
Mayor o menor facilidad de un material para que arda. Esta propiedad va en función de la ecuación de la energía química de un material.(Eq= Pc·m, siendo Pc poder calorífico y m la masa.)
PROPIEDADES FÍSICAS (Se aprecian con los sentidos)
Densidad
d= m/V, Kg/m3.
Peso específico
p= P/V , N/m3
Propiedades eléctricas
-Resistividad y conductividad:
aislantes, semiconductores y conductores.(de mayor a menor resistividad)
R= ρ l/s
La resistividad:
-Es la facilidad o no, de los materiales para dejar pasar corriente electrica.
-Nace en el material y solamente se puede modificar en los semiconductores, dependiendo de la cantidad de impurezas.
-La inversa de la resistividad se tiene en cuenta a la hora de transportar energía y para el calor de las estufas(por ejemplo).
-Varia con la energía:ρ=ρ(inicial)·(1 + α Δt); En los metales si la temperatura aumenta, la resistividad también lo hará, en cambio si aumenta la temperatura en los semiconductores, la resistividad disminuirá debido al grado de impurezas de los átomos.
-Rígidez dieléctrica.
Rigidez dieléctrica/aislante = Kv/cm
Los malos conductores(aislantes),pueden convertirse en conductores si los sometemos a altas tensiones. Al saltar la chispa eléctrica se perforan o se queman.
Se entiende por rigidez dieléctrica de un asilante a la máxima tensión que puede soportar por unidad de longitud sin que se produzca la chispa eléctrica.
Propiedades térmicas:
-Dilatación, al aumentar la temperatura, los átomos vibran y se separan en sus moléculas, lo que produce que el material se alargue.La dilatación puede ser:
1)lineal L = L0 (1 + α Δt)
2)Superficial S = S0 (1 + ß Δt)
3)Cúbica(volumen) V = V0 (1 + γ Δt)
Siendo ß=2α y γ=3α, debido a la relación de volumen-área.
-Calor específico: El calor específico es la energía necesaria para elevar 1 ºC la temperatura de una masa determinada de una sustancia.
Definido por : Q=m·Ce·Δt
-Temperatura de fusión:
Para que se produzca la fusión: se necesita el calor latente de fusión (sólido-líquido)
Para que se produzca la solidificación: se necesita el calor latente de solidificación(líquido-sólido)
PROPIEDADES MAGNÉTICAS
Los materiales influenciados por un campo magnético tiene un diferente comportamiento al habitual.
En los átomos hay electrones en continuo movimiento, si introducimos un campo, modificará a estos átomos, que crearán otros campos.
Un campo magnético influye al átomo, los electrones cambian de órbitas, produciendo corrientes erráticas, que estas a su vez producen otros campos magnéticos. Estos campos magnéticos son opuestos al aplicado si los materiales son diamagnéticos(mercurio, hidrógeno,...), o del mismo sentido al aplicado(mayor, paramagnéticos y mucho mayor al aplicado son los ferromagnéticos, que están imantados).
PROPIEDADES ÓPTICAS
Cuerpos:
Cuerpos:
-opacos, los que no dejan pasar la luz a traves de ellos.
-traslúcidos, los que dejan pasar parte de la luz.
-transparentes, dejan pasar toda la luz a traves de ellos.
PROPIEDADES MECÁNICAS
las propiedades mecánicas de un material indican la respuesta del mismo cuando es sometido a esfuerzos exteriores, para ver su comportamiernto se realizan diversos ensayos. Entre las propiedades mas importantes podemos citar:
-Dureza: se define como la resistencia que los cuerpos oponen a dejarse rayar por otros. Sin embargo, industrialmente, se define como la resistencia que un cuerpo opone a ser penetrado por otro más duro que él cuya forma y dimensiones están normalizadas. Existen dos formas de medir la dureza: Brinnel (se mide la superficie de la huella que deja un cuerpo sobre otro) y Rockwell (mide la profundidad).
-Elasticidad: capacidad de un material para recobrar su forma inicial despues de haber sido deformado, cuando ha desaparecido la fuerza exterior que los deformó. La elasticidad se mide en kg/mm2. Por ejemplo:
PROPIEDADES MECÁNICAS
las propiedades mecánicas de un material indican la respuesta del mismo cuando es sometido a esfuerzos exteriores, para ver su comportamiernto se realizan diversos ensayos. Entre las propiedades mas importantes podemos citar:
-Dureza: se define como la resistencia que los cuerpos oponen a dejarse rayar por otros. Sin embargo, industrialmente, se define como la resistencia que un cuerpo opone a ser penetrado por otro más duro que él cuya forma y dimensiones están normalizadas. Existen dos formas de medir la dureza: Brinnel (se mide la superficie de la huella que deja un cuerpo sobre otro) y Rockwell (mide la profundidad).
-Elasticidad: capacidad de un material para recobrar su forma inicial despues de haber sido deformado, cuando ha desaparecido la fuerza exterior que los deformó. La elasticidad se mide en kg/mm2. Por ejemplo:
Plata 0.5 kg/mm2
Hierro 20kg/mm2
Acero con 0.15%de carbono 28kg/mm2
Acero con 0.55% de carbono 43 kh/mm2
-Plasticidad: es la capacidad que tienen los materiales de adquirir deformaciones permantentes. Generalmente, los metales tienen muy buenas propiedades plásticas a causa de su estructura metálica. La plasticidad se puede dividir en ductilidad (capacidad para formar hilos) y maleabilidad (capacidad para formar láminas).
-Plasticidad: es la capacidad que tienen los materiales de adquirir deformaciones permantentes. Generalmente, los metales tienen muy buenas propiedades plásticas a causa de su estructura metálica. La plasticidad se puede dividir en ductilidad (capacidad para formar hilos) y maleabilidad (capacidad para formar láminas).
-Resistencia a la rotura. Si a un material le vamos aumentando el esfuerzo, primero se deformará elásticamente, es decir, podrá recuperar su forma inicial al eliminar la fuerza exterior. Segundo, se deformará plásticamente, en el cual si retiro el esfuerzo recuperará según los materiales algo de su forma pero no toda. Si sigo aumentando el esfuerzo el cuerpo romperá. Así, cada material tiene una resistencia a la rotura diferente. Asimismo, la resistencia a la rotura está sometida a cuatro tipos de esfuerzos:
Tracción: las fuerzas aplicadas son de la misma direccion y de sentido contrario (hacia fuera del material), antes de romper la seccion disminuye.
Compresión: las fuerzas son de distinto sentido y misma direccion (hacia dentro del material), la seccion aumenta.
Torsión: las fuerzas tienten modulo "circular"
Cizalladura: las fuerzas tienen direcciones paralelas y sentidos opuestos.
Tracción: las fuerzas aplicadas son de la misma direccion y de sentido contrario (hacia fuera del material), antes de romper la seccion disminuye.
Compresión: las fuerzas son de distinto sentido y misma direccion (hacia dentro del material), la seccion aumenta.
Torsión: las fuerzas tienten modulo "circular"
Cizalladura: las fuerzas tienen direcciones paralelas y sentidos opuestos.
Flexión: las fuerzas flexionan al material hasta que rompe.
-Tenacidad: tenacidad es la energía total que absorbe un material antes de romper
-Fragilidad: fragilidad se define como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación
-Resilencia: no es una propiedad en sí misma, sino que es un ensayo que mide la tenacidad: es la cantidad de energía que es capaz de absorver un material antes de romperse de un golpe.
-Fragilidad: fragilidad se define como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación
-Resilencia: no es una propiedad en sí misma, sino que es un ensayo que mide la tenacidad: es la cantidad de energía que es capaz de absorver un material antes de romperse de un golpe.
ENSAYOS
Para entender el comportamiento de los materiales se realizan ensayos. Uno de los más importantes es el de tracción.
Ensayo de tracción:
Uno de los ensayos muy utilizado en la industria es el ensayo de tracción. Este ensayo tiene por objeto definir la resistencia elástica, resistencia última y plasticidad del material cuando se le somete a fuerzas uniaxiales. Se requiere una máquina, generalmente una prensa hidráulica, capaz de:
-Alcanzar la fuerza suficiente para producir la fractura de la probeta o téstigo.
-Controla la velocidad del aumento de la carga o fuerza aplicada.
-Registrar las tensiones σ que se aplican y los alargamientos unitarios ε
En la gráfica obtenida del ensayo, la tensión σ= F/ So es función del alargamiento unitario.
El alumno se debe fijar que las ordenadas de la gráfica representan la tensión, no la carga que se aplica a la máquina a la probeta. La sección de la probeta va disminuyendo a medida que aumenta la carga aplicada
La probeta tiene una longitud inicial Lo, al aplicarle la carga se alargará L.
El alargamiento unitario, viene dado como:
ε = L- Lo/Lo = m/m
En casi toda la región elástica se cumple la ley de Hooke: α = E x ε = N/mm2 (Pascales, Pa)
E representa el módulo de Young o módulo de elasticidad, característico de cada material. En esta región las deformaciones son proporcionales a las tensiones. El módulo de Young es la pendiente de la función lineal de la región elástica. La función lineal acaba en el límite de proporcionalidad P.
Según el tipo de material, a veces no se distinguen los límites de la región elástica y plástica, cuando ocurre este caso se recurre al criterio adoptado por los ingenieros de esta materia, y que consiste en trazar una paralela a la aparente función lineal, desde el punto 0,2% del alargamiento unitario.
OTRAS PROPIEDADES: ESTÉTICAS Y ECONÓMICAS
¿Por qué no usar oro en las carrocerias de los coches? A esta pregunta ser responde mediante las propiedades esteticas y economicas: a parte de las propiedades físicas, mecánicas, etc., que debe poseer un material, este debe tener otras propiedades como la estética que agraden al usuario.
En textiles: agadable al tacto , color atractivo
En la madera: brillo , olor, textura, condiciones económicas, costo del transporte, disponibilidad del material, etc.;
PROPIEDADES DE FABRICACIÓN
Maleabilidad: capacidad de un material para ser laminado.
Ductilidad: la capacidad de un material para ser "hilado"(darle forma de hilo)
Forjabilidad: es la capacidad del material para sufrir deformación plástica sin romperse
Maquinabilidad:La maquinabilidad es una propiedad de los materiales que permite comparar la facilidad con que pueden ser mecanizados por arranque de viruta
Colabilidad: Es la capacidad de un metal fundido para producir piezas fundidas completas y sin defectos.
Soldabilidad: Es la capacidad de un metal para soldarse con otro igual bajo presión ejercida sobre ambos en caliente.Poseen esta propiedad los aceros de bajo contenido de carbono.
¿Por qué no usar oro en las carrocerias de los coches? A esta pregunta ser responde mediante las propiedades esteticas y economicas: a parte de las propiedades físicas, mecánicas, etc., que debe poseer un material, este debe tener otras propiedades como la estética que agraden al usuario.
En textiles: agadable al tacto , color atractivo
En la madera: brillo , olor, textura, condiciones económicas, costo del transporte, disponibilidad del material, etc.;
PROPIEDADES DE FABRICACIÓN
Maleabilidad: capacidad de un material para ser laminado.
Ductilidad: la capacidad de un material para ser "hilado"(darle forma de hilo)
Forjabilidad: es la capacidad del material para sufrir deformación plástica sin romperse
Maquinabilidad:La maquinabilidad es una propiedad de los materiales que permite comparar la facilidad con que pueden ser mecanizados por arranque de viruta
Colabilidad: Es la capacidad de un metal fundido para producir piezas fundidas completas y sin defectos.
Soldabilidad: Es la capacidad de un metal para soldarse con otro igual bajo presión ejercida sobre ambos en caliente.Poseen esta propiedad los aceros de bajo contenido de carbono.
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