Automoción y mass Watson D.: Solicitaciones Técnicas y Mecánicas de los materiales.

SOLICITACIONES TÉCNICAS Y MECÁNICAS MAS

IMPORTANTES DE LOS MATERIALES

Solicitaciones técnicas y mecánicas de los distintos materiales, hoy os hablare un poco de este tema y como se comportan los materiales a los distintos esfuerzos a los que están sometidos.

Son las características inherentes que nos permiten diferenciar un material de otros desde el punto de vista del COMPORTAMIENTO MECÁNICO de los materiales en ingeniería y también describen la forma de como un material se comporta frente a una FUERZA EXTERNA aplicada, con el fin de conocer sus respectivas propiedades.

OJO

Para conocer las propiedades de los materiales es necesario someterlos a pruebas, estas se conocen con el nombre ENSAYOS, para ello se usarán muestras normalizadas de materiales, se conocen con el nombre de PROBETAS (se emplean en general de forma cilíndrica, donde la relación altura/diámetro, se toma como una constante, el valor de esta relación influye en los resultados).

A continuación definiré y explicaré a través de ejemplos prácticos las Solicitaciones Técnicas y Mecánicas más importantes de los materiales y estos son:

1.- COMPRESIÓN.

Proceso por el cual las partículas de los materiales se aproximan entre ellas, debido a la aplicación de fuerzas opuestas aplicadas en su línea de acción, esto se caracteriza por que tiende a generar una reducción de volumen y acortamiento del cuerpo en determinada dirección.

La resistencia de compresión de todos los materiales siempre es mayor o igual que en tracción.

Los materiales más característicos son el hormigón, vidrio y metales (aceros), materiales frágiles esto es la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación.

ENSAYOS DE COMPRESIÓN. Los ensayos practicados para medir los esfuerzos de compresión son contrarios a los aplicados por tracción, tiene limitaciones.

Dificultad de aplicar una carga concéntrica, axial sin que aparezca pandeo.
Es preferible una probeta de sección circular, el ensayo se realiza en materiales duros, semiduros, blandos.

Aquí os dejo un vídeo de muestra Look at me.

2.- TRACCIÓN.

Se denomina tracción al esfuerzo interno a que está sometido por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, haciendo que se separen entre si las partículas que componen un cuerpo y tienden a estirarlo. Los cuerpos sometidos tracción sufren deformaciones positivas, por otro lado se producen acortamientos en las direcciones transversales, esto quiere decir que viendo al cuerpo en un plano, se produce a su vez un encogimiento sobre los ejes "Y" y "Z".

En sólidos las deformaciones pueden ser:

PERMANENTE. Cuando el cuerpo a superado su punto de fluencia, comportándose de forma plástica de modo que tras cesar esfuerzo de tracción, este recupera su longitud inicial.
TEMPORAL. El cuerpo es elástico, de modo que al desaparecer el esfuerzo de tracción, este recupera su longitud inicial.

La cantidad de materiales que se ven sometidos a tracción en diversos procesos mecánicos, como por ejemplo los utilizados en arquitectura o ingeniería como la roca, madera, hormigón, acero, entre otros metales, cada uno de estos posee cualidades propias que definen su comportamiento ante la tracción por ejemplo la Elasticidad, Plasticidad, Ductilidad, Fragilidad.

ENSAYOS DE TRACCIÓN

Aquí os dejo un vídeo de muestra Look at me.

3.- FLEXIÓN.

Es el tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en su dirección perpendicular a su eje longitudinal, quiere decir cuando sobre el cuerpo actúan fuerzas que tienden a curvar un cuerpo produce un alargamiento de las fibras y un acortamiento de otras. Este tipo de esfuerzo que provoca la flexión se denomina momento flector, se presentan en puentes, perfiles, vigas de estructuras, arcos, etc estas últimas son elementos pensados para trabajar predominantemente en flexión, existen dos hipótesis cinemáticas comunes para representarlas.

LA HIPÓTESIS DE NAVIER-EULER-BERNOUILLI
LA HIPÓTESIS DE TIROSHENKO.

ENSAYO DE FLEXIÓN. Consiste en someter la probeta del material, apoyada libremente en sus extremos, a una fuerza aplicada en el centro, o dos iguales aplicadas a la misma distancia de los apoyos.

Aquí os dejo un vídeo de muestra Look at me.

4.- TORSIÓN

Solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento ó prisma mecánico, como pueden ser ejes en general donde una dimensión predomina sobre las otras dos y también de manera inversa. estos momentos o fuerzas hacen que una pieza tienda a retorcerse sobre su eje central, están sometidos a esfuerzos de torsión los ejes que giran las manivelas, los cigüeñales, etc.

Los diversos casos de torsión se clasifican por teorías donde cada una de ellas explica las clases de torsión con sus respectivas variantes estas son:

Teoría de Saint-Venant Pura.
Teoría de Saint-Venant Dominante.
Teoría Alabeada Mixta.
Teoría Alabeada Dominante.
Teoría Alabeada Pura.

ENSAYO DE TORSIÓN. En este ensayo se deforma una muestra aplicándole un par torsor (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrario).

Aquí os dejo un vídeo de muestra Look at me.

5.- CIZALLA

La fuerza de cizalla o cortadura actúan de forma que una parte de la estructura tiende a deslizarse sobre la otra. Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a una pieza, haciendo que las partículas del material tiendan a resbalar o desplazarse las unas sobre las otras.

Al cortar con unas tijeras una lámina de cartón estamos provocando que unas partículas tiendan a deslizarse sobre otras. Los puntos sobre los que se apoyan las vigas están sometidas a cizallado.