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"Curva Tensión -Deformación"
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Resistencia, ductilidad y tenacidad
En el primer video se hace una pequeña demostración de lo que son estos términos con respecto a diferentes materiales. La resistencia de un material esta dada por la capacidad de estrés que puede soportar un material, dependiendo de la fuerza máxima y el limite elástico de dicho material. Estas dos variables se examinan dentro de una curva de tensión - deformación, obtenida de pruebas de tracción en varios materiales.
La resistencia máxima de un material se define como la tensión máxima que se alcanza durante las pruebas de tracción y suele ser el punto mas alto en la cuerva. La elasticidad máxima se expresa como la tensión de un material en la cual el material usado tiende a deformarse.
Si un material supera su limite elástico, este presentara deformaciones permanentes después de que se le retire la fuerza de tracción.
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"Maquina para pruebas de tensión"
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Estas características hacen que muchos de materiales y equipos estén diseñados para solo deformarse elásticamente ya que es un criterio que suele definir fallas en los códigos de diseño ya que es muy frecuente encontrar la mayoría de las fallas a altos niveles de estrés junto a cargas que varían en el tiempo. La dirección de compresión puede variar según el tipo de material que se use, para materiales dúctiles se suelen usar pruebas de tensión y para materiales frágiles se usan las pruebas de compresión.
Los materiales frágiles son mucho mas fuertes en pruebas de compresión que de tensión debido a que las cargas de tracción tienden a formar y propagar grietas mientras que las cargas de compresión no. Los materiales frágiles pocas veces presentan deformaciones plásticas que distribuyen las tensiones en las fallas del material.
Para poder comprender la ductilidad se debe tomar en cuenta que es la capacidad de un material para deformarse plasticamente ande de que ocurra una ruptura. Los materiales de este tipo sufren grandes cantidades de deformación plástica antes de que se rompan, en comparación a los frágiles sus tensiones son muy bajas con poca o casi ninguna deformación plástica. La temperatura también toma participación en el comportamiento de los materiales dúctiles, si la temperatura de transición de frágil a dúctil cae, el material tendrá varias fallas frágiles.
La dureza es la capacidad de un material de absorber energía hasta que este tenga una ruptura, Se puede calcular como el área debajo de la curva de tensión - deformación. Si el área es grande, el material tendrá una alta tenacidad y para que la tenga se requiere de un equilibrio entre la ductilidad y la resistencia.
Estrés verdadero y tensión verdadera
La curva de tensión - deformación solo es una mera aproximación del efecto real al someter un material a una prueba de estrés. La tensión se define como:
F= Es la fuerza aplicada
A0= Es el área de sección transversal inicial de la muestra
Y la deformación se define como:
Donde:
Delta-L=El cambio en la longitud del material
L0=La longitud inicial del material
Estos dan lugar a la curva de tensión - deformación de "ingeniería". La diferencia entre la curva verdades y la curva de ingeniería es que en la primera los datos están en constante aumento. Las curva de ingeniería se suelen usar mas que los valores verdades porque la mayoría de las veces no se pueden obtener y casi siempre solo se analizan o diseñan cosas que tienen las capacidad de deformarse dentro de una región estática. La curva verdadera con respecto a la tensión emplea una área transversal en cada insten a lo largo de la prueba debido a que cambia a medida que se realiza esta.
Los videos consultados para esta entrada están aquí!
