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Transcript

Materiales Frágiles

EQUIPO 2

Chávez Ortega David

Rodríguez García Zaira Astrid

Ramírez Paleta Francisco J.

García Berdejo Isamariz

DEFINICIÓN

FRAGILIDAD

  • La fragilidad es la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación.

  • Los materiales frágiles no exhiben un punto claro de fluencia, por lo que el limite elástico tiene que definirse como la intersección de la curva esfuerzo-deformación, con una línea convencional paralela a la curva elástica, y desplazada un pequeño porcentaje.

  • La ruptura no muestra ninguna evidencia de estricción y tiene los contornos superficiales finos propios de una fractura frágil.

Los materiales frágiles, así, poseen poca o limitada elasticidad: son incapaces de recuperar su forma original una vez sometidos a una fuerza que supere su resistencia. De manera semejante, son poco dúctiles, es decir, carecen de la capacidad de deformarse de cara a un esfuerzo sostenido en el tiempo.

Nota

No deben confundirse fragilidad y dureza, ya que aluden a propiedades distintas: la dureza tiene que ver con la resistencia de la superficie de un material a las deformaciones, mientras que la fragilidad alude a su capacidad para fracturarse en partes pequeñas en lugar de deformarse.

Ejemplos

Diamante.

Vidrio.

Cristal.

Algunas maderas.

Fractura

de

Material

Los materiales frágiles se fracturarán a la compresión.

Los materiales frágiles generalmente tienen una mucho más elevada resistencia a la compresión que a la tensión. Es posible generar curvas esfuerzo-deformación a la compresión, ya que el material se fractura en vez de aplastarse, y sin que el área transversal se modifique de manera apreciable.

DESCRIPCIÓN

Para deformaciones superiores al límite de proporcionalidad, existe un cierto tramo de la curva l-l donde el comportamiento del material es elástico, aunque no existe proporcionalidad entre el esfuerzo y la deformación.

El límite en el que el comportamiento del material deja de ser elástico se denomina límite elástico, representado por el punto b de la curva.

DESCRIPCIÓN

Al aumentar el esfuerzo y superarse el límite elástico (punto b), la deformación aumenta rápidamente y es en parte permanente. Así, si se disminuye el esfuerzo aplicado lentamente a partir del punto c de la curva, se recorrerá el trayecto indicado por una flecha de puntos hasta alcanzar el punto donde el esfuerzo es nulo, pero existe una cierta deformación permanente (el cuerpo no recupera su longitud original). Al aumentar el esfuerzo se llega finalmente al punto d, denominado punto de ruptura, donde el cuerpo experimenta una fracturación catastrófica por cizalla o fisuración extensional. Este punto de ruptura define, en términos del esfuerzo compresivo, la resistencia a la compresión (R).

Criterios

Falla de materiales frágiles

Un material es frágil si tiene menos del 5% de deformación antes de la fractura. En los materiales frágiles se considera que la falla se presenta cuando el material sufre de separación de sus partes.

Se caracterizan por el hecho de que cuando son sometidos a una prueba de tensión, fallan repentinamente por ruptura o fractura, sin cendencia.

Cuando un elemento está en un estado de esfuerzo plano, es conveniente determinar primero los esfuerzos principales en cualquier punto dado y usar unos de los criterios para predecir si el elemento fallará.

Estos criterios son la teoría del esfuerzo normal máximo y el criterio de falla de Mohr.

Criterio del Esfuerzo Normal Máximo

El componente dado falla cuando el esfuerzo normal máximo en el componente alcanza la resistencia última obtenida de una prueba de tensión de una probeta del mismo material.

El componente será seguro mientras los valores absolutos de los esfuerzos principales sean menores que esfuerzo u.

Si el punto obtenido dibujando los valores de los esfuerzos principales cae dentro de área cuadrada el componente es seguro. Si cae fuera del área, el componente fallará.

Circulo de Mohr

El Círculo de Mohr es una técnica usada en para representar gráficamente un tensor simétrico y calcular con ella momentos de inercia, deformaciones y tensiones, adaptando los mismos a las características de una circunferencia (radio, centro, etc).

Este método fue desarrollado hacia 1882 por el ingeniero civil alemán Christian Otto Mohr.

Ejemplos

Ejemplos de materiales frágiles

Es un material demasiado resistente pero que tiene una fragilidad enorme y se quiebra en pequeños pedazos por lo que es imposible de deformar

DIAMANTE

VIDRIO

Es un ejemplo de fragilidad en la vida cotidiana, por ello es utilizado donde hay elementos protegidos pero que en emergencia se tienen que quebrar.

LADRILLO

Es uno de los elementos más empleados en la construcción en el cual su dureza y su peso es comparable a su fragilidad.

CRISTAL

los cristales son materiales mas o menos resistentes pero siempre fragiles y muy poco elastico.

Algunas maderas

Si bien las propiedades específicas de la madera varían según el árbol de su proveniencia, algunas son más elásticas que otras y algunas mucho más frágiles, fáciles de astillar como la madera balsa o las maderas en estado avanzado de descomposicion.

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