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DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACION

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Emir Lopez Parra

on 6 February 2014

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Transcript of DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACION

DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACION
Introducción al tema :
El diseño de elementos estructurales implica determinar la resistencia y rigidez del material estructural
Esfuerzo
se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, la cual se denota con la letra griega sigma (σ)
Formula : σ = P/A  
Deformación
El análisis de las deformaciones se relaciona con los cambios en la forma de la estructura que generan las cargas aplicadas. 

Formula: ε = δ/L
Diagrama
Es la curva resultante graficada con los valores del esfuerzo y la correspondiente deformación unitaria en el espécimen calculado a partir de los datos de un ensayo de tensión o de compresión.

Origen e implementación
El diseño de materiales estudia las deformaciones unitarias y desplazamiento de estructuras y sus componentes debido a las cargas que actúan sobre ellas, así entonces nos basaremos en dicha materia para saber de que se trata cada uno de estos efectos físicos, aplicados en diferentes estructuras, formas y materiales.
El desarrollo histórico de dicho tema, ha sido la mezcla de teoría y experimento, de personajes importantes como Leonardo da Vinci (1452-1519), Galileo Galilei (1564-1642) y Leonard Euler (1707-1783)
Llevaron a cabo experimentos para determinar la resistencia de alambres, barras y vigas, desarrollaron la teoría matemática de las columnas y cálculo de la carga critica en una columna, actualmente son la base del diseño y análisis de la mayoría de las columnas
Límite de proporcionalidad (a):

Se observa que va desde el origen O hasta el punto llamado límite de proporcionalidad, es un segmento de recta rectilíneo, de donde se deduce la ley de Hooke.
Límite de elasticidad o límite elástico (b):
Es la tensión más allá del cual el material no recupera totalmente su forma original al ser descargado.
Punto de fluencia (c):
Es aquel donde en el aparece un considerable alargamiento o fluencia del material sin el correspondiente aumento de carga que, incluso, puede disminuir mientras dura la fluencia.
Esfuerzo máximo (d):
Es la máxima ordenada en la curva esfuerzo-deformación.

Esfuerzo de Rotura (e):

Verdadero esfuerzo generado en un material durante la rotura.
APLICACIONES
Ensayo de tensión:
Se emplea para obtener varias caracteriticas y resistencias que son utililes en el diseño
El diagrama esfuerzo-deformación influye sobre los esfuerzos especificados para el diseño de partes fabricadas con el material correspondiente.
En la mayoría de los materiales no se presenta tanta proporcionalidad entre el esfuerzo y la deformación como en el acero
Beneficios:
Cálculos mas exactos: esto genera mas rendimiento en los materiales.
Seguridad
Presupuesto
Material
e= ln(l/lo)

σ=F/Areal



Deformación real y unitaria

Es la curva resultante graficada con los valores del esfuerzo y la correspondiente deformación unitaria en el espécimen calculado a partir de los datos de un ensayo de tensión o de compresión.


Diagrama esfuerzo-deformación unitaria.

σ=F/Ao
e= (l-lo)/ lo
δ= (PL)/(AE)
Donde:
P: Fuerza aplicada a la Pieza
L: Longitud Inicial de la Pieza
A: Área transversal a la aplicación de la fuerza
E: Modulo de Elasticidad del Material
Esfuerzo de ingeniería
Diagrama real contra ingenieril.
Cualidad de duro: una madera de gran dureza; trataba a sus hijos con dureza.

Grado de resistencia que opone un mineral a ser rayado: la dureza del talco es muy baja.

Capa de piel dura que se forma en algunas partes de un cuerpo humano o animal, generalmente a causa de un roce continuado: desde que juego al tenis, me han salido unas durezas en la mano con la que cojo la raqueta


Dureza
Se puede medir de 2 maneras
En forma absoluta, utilizando un aparato llamado durómetro o esclerómetro,
En forma relativa, comparando la dureza del mineral estudiado con otros de dureza conocida.
Analizar la homogeneidad de un material.

– Comprobar la homogeneidad de un tratamiento.

– Búsqueda de fallos en soldaduras y ensambles.

– Obtener la resistencia al desgaste.

– Evaluar aproximadamente la resistencia a tracción


Medición de la dureza de materiales
La dureza no es exactamente una propiedad del material, sino que depende de otras propiedades
como la elasticidad, la plasticidad y la cohesión.

Ensayos dinámicos:
En los que se hace impactar algo sobre el material a ensayar.

Ensayos estáticos:
En los que se aplica una carga continua sobre el material.

Tipos de ensayos
- Dureza al rayado
- Dureza a la penetración
- Dureza al impacto o capacidad de rebote
- Dureza al desgaste
Ensayos de Dureza
DUREZA MOHS: Su uso es habitual para determinar la dureza de minerales y rocas. Se determina si un cuerpo es rayado o no por otro más duro según las siguiente escala: 1-Talco 2-Yeso 3-Calcita 4-Fluorita 5-Apatita 6-Feldespato 7-Cuarzo 8-Topacio 9-Corindón y 10-Diamante
Medición de dureza al rayado
Dureza ROCKWELL (HRx): Se determina la dureza en función de la profundidad de la huella, a diferencia de la dureza Brinell, donde se relacionaba con la superficie. Permite medir durezas en materiales blandos y duros, como los aceros templados. Cuenta con distintas escalas de medición (A, B,, C, D, E, F, G, H, K, N, y T)
Medición dureza a la penetración
Dureza SHORE (HS): Mide la reacción elástica del material, cuando dejamos caer sobre él o intentamos penetrar un material más duro. Mientras más blando sea el material, mayor cantidad de la energía que lanzamos o presionamos se absorbe en el choque. El resto de energía se traduce en un rebote que es lo que medimos en este ensayo.
Medición dureza al impacto
DUREZA A LA LIMA: Consiste en aplicar una lima metálica sobre el material. Es un procedimiento simple y tiene muy poca exactitud. Se suele utilizar para materiales templados. Puede considerarse que si la lima raya el material su dureza será superior 60 Rockwell C, y si no lo raya será inferior a 60 Rockwell C 

Medición dureza al desgaste
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