domingo, 27 de noviembre de 2011

ZONA LASTICA - ZONA LASTICA Y ESFUERZO DE FLUENCIA

    ZONA ELÁSTICA.

Es el área comprendida en un diagrama esfuerzo – deformación unitaria, por el trazo de la curva desde cero hasta el límite de elasticidad y por el valor de la abscisa, o sea la deformación correspondiente al limite elástico.

    ZONA ELÁSTICA O LINEAL.

La zona elástica es reversible. La deformación elástica es una deformación temporal y se recupera totalmente cuando la carga es eliminada. El material absorbe energía elástica que después devuelve. Si no es así es porque hay histéresis. En esta zona se cumple la ley de Hooke , donde E es el módulo de Young. E mide la oposición que ejerce el material a ser deformado a tracción. Representa la rigidez del material. Se calcula experimentalmente de la gráfica.

    Por ejemplo vamos a comparar módulos de Young de diferentes tipos de materiales medidos en GPa.


  • Metales: Acero 207 Aluminio 69 y Titanio 107
  • Cerámicos: Vidrio 69 Alúmina 324
  • Polímeros: Nailon 2.8 PVC 3.5 y Resina fenólica 6.5


La relación entre el esfuerzo y la deformación, denominada módulo de elasticidad, así como el límite de elasticidad, están determinados por la estructura molecular del material. La distancia entre las moléculas de un material no sometido a esfuerzo depende de un equilibrio entre las fuerzas moleculares de atracción y repulsión. Cuando se aplica una fuerza externa que crea una tensión en el interior del material, las distancias moleculares cambian y el material se deforma. Si las moléculas están firmemente unidas entre sí, la deformación no será muy grande incluso con un esfuerzo elevado. En cambio, si las moléculas están poco unidas, una tensión relativamente pequeña causará una deformación grande. Por debajo del límite de elasticidad, cuando se deja de aplicar la fuerza, las moléculas vuelven a su posición de equilibrio y el material elástico recupera su forma original. Más allá del límite de elasticidad, la fuerza aplicada separa tanto las moléculas que no pueden volver a su posición de partida, y el material queda permanentemente deformado o se rompe.





REFERENCIAS:
  • Universidad Nacional de Trujillo


DEFORMACIÓN ELÁSTICA


Comportamiento bajo cargas Uniaxiales.

El grado con que una estructura se deforma depende de la magnitud de la tensión impuesta, para metales existe la relación: E=εσ. Esta es la llamada “LEY DE HOOKE”, donde:


σ : Tensión impuesta sobre un material.
ε : Deformación unitaria.

Cuando se tiene que la deformación es proporcional a la tensión, estamos en un caso denominado: Deformación Elástica, ésta no es permanente, lo cual significa que en cuanto se retire la fuerza de tensión, la pieza retoma su estado original, como apreciamos en el siguiente esquema: Si se aplica la carga, corresponde al movimiento desde el origen a lo largo de la recta, si se retira la carga (ocurre descarga) su dirección es opuesta, así vuelve al origen. Se hallan ciertos materiales, por ejemplo fundición gris y hormigón, para los cuales, el diagrama de tensión vs. La deformación no es lineal, en consecuencia, no es posible determinar el módulo elástico; entonces se habla de un Módulo Tangente o Módulo Secante.

  • Módulo Tangente: Se toma como la pendiente de la curva tensión vs la deformación a algún determinado nivel de la tensión. 
  • Módulo Secante: Representa la pendiente trazada desde el origen hasta algún punto de la curva.



ANELASTICIDAD.


En la ingeniería de los materiales, existe una componente de la deformación elástica que depende del tiempo, es decir, la deformación elástica continúa aumentando después de aplicar la carga y para retirarla se requiere que haya transcurrido algún tiempo para que el material recupere sforma por completo.



    Anelasticidad es el comportamiento elástico dependiente del tiempo que ocurre en un material y es causado por la dependencia del tiempo de los mecanismos.

ZONA PLÁSTICA.

Es el área comprendida en un diagrama esfuerzo- deformación unitaria, por el trazo de la curva desde el límite elástico hasta el punto de ruptura y por el tramo de la abscisa comprendida desde el valor del límite elástico y el valor correspondiente al punto de ruptura.
      El equilibrio entre la fuerza aplicada y la deformidad inducida en un principio es lineal, la denominada como zona elástica (Fig. 1), si la deformación, y por tanto la fuerza continua, mantienen sus valores bajos. De persistir la fuerza se entra en una zona límite, denominada por los anglosajones como la "yield region", después de la cual, si la fuerza aumenta, se entra en la zona plástica, obviamente más rígida. De continuar aumentando el valor de la fuerza aplicada y no haber una adecuada respuesta de estrés, se produce el fallo catastrófico de la deformación, lo que ocasiona la rotura del objeto en cuestión.

  •  DEFORMACIÓN ELÁSTICA Y PLÁSTICA.
Un material sometido a una tensión (fuerza) produce una deformación del mismo. Si al cesar la fuerza el material vuelve a sus dimensiones primitivas, diremos que ha experimentado una deformación elástica. Si la deformación es tal que no recupera por completo sus medidas originales es una deformación plástica


  • ZONA PLÁSTICA.
En el presente capítulo se consideran diferentes planteamientos para la estimación de la plasticidad en la  punta de una grieta utilizando argumentos de la mecánica de la fractura elástica lineal (MFEL). Este es  un aspecto relevante, ya que, debido a la singularidad del campo de tensiones en la punta de la grieta, es  de esperar que siempre exista una zona de material cuyo comportamiento no se rige de acuerdo a los criterios de la elasticidad lineal. Aunque en capítulos posteriores se introducirán conceptos básicos de la mecánica de la fractura elastoplástica, antes de discutir dichas teorías es importante considerar distintas aproximaciones, propuestas a lo largo de los años, a fin de extender caracterizaciones basadas en el factor de intensidad de tensiones al caso de materiales “reales” que inevitablemente presentan cierta plasticidad en la punta de la grieta.




ESFUERZO DE FLUENCIA


Indicación del esfuerzo máximo que se puede desarrollar en un material sin causar una deformación plástica. Es el esfuerzo en el que un material exhibe una deformación permanente especificada y es una aproximación práctica de límite elástico. El límite elástico convencional está determinado a partir de un diagrama carga-deformación. Se trata del esfuerzo que corresponde a la intersección de la curva de carga-deformación y un paralelo de línea a la parte de la línea recta del diagrama por una deformación especificada. El desplazamiento de los metales suele especificarse como un 0,2%; es decir, la intersección de la línea de desplazamiento y el eje de esfuerzo 0 está en la deformación 0,2%. Normalmente, la deformación de los plásticos es el 2%.






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