Resumen de deformaciones bajo carga axial. Mecanica de Materiales, Resistencia de materiales.

1. DEFORMACION NORMAL BAJO
CARGA AXIAL

2. Considere una varilla BC, de longitud L y con un área uniforme
de sección transversal A que está suspendida en B. Si se aplica
una carga P al extremo C, la varilla se alargará.
Una deformación δ se producirá en la varilla BC por una carga P

3. Se requiere una carga 2P para causar la misma deformación en
una varilla B’C’ de la misma longitud L, pero con un área de
sección transversal 2A

4. Una carga P aplicada a la varilla B´´C´´, con la misma área de sección
transversal A, pero de longitud 2L, produce una deformación 2δ

5. Al graficar la magnitud P de la carga contra la deformación total
δ, se obtiene un determinado diagrama de carga-deformación.
Este diagrama contiene una información útil para el análisis
de la varilla considerada, no podrá emplearse directamente
para predecir la deformación de una varilla del mismo
material pero de diferentes dimensiones

6. En los tres casos analizados el valor del esfuerzo
es el mismo:
σ = P/A
• También en los tres casos la razón de la
deformación por la longitud de la varilla es la
misma e igual a
δ/L = ε
• Deformación Unitaria Normal (ε) : Es la
deformación por unidad de longitud

7. • Graficando el esfuerzo (σ) vrs la deformación
unitaria normal (ε) se obtiene una curva que
es característica de las propiedades del
material y no depende de las dimensiones de
la muestra utilizada.
• Esta curva se denomina Diagrama de
esfuerzo-deformación

8. • Para obtener el diagrama esfuerzo-deformación
de un material, comúnmente se lleva a cabo un
ensayo o prueba de tensión sobre una probeta
del material.
• El área de la sección transversal de la sección
cilíndrica central de la probeta se determina
exactamente y se hacen dos marcas de
calibración a una separación Lo = longitud base
de la probeta

10. Máquina para realizar pruebas a tensión en
probetas.

11. • Al aumentar una carga P a la probeta , este
incrementa la distancia entre las dos marcas
base. La distancia L se mide con un indicador
de carátula , y el alargamiento δ = L – Lo se
registra para cada valor de P.
• Un segundo indicador de carátula se emplea
simultáneamente para medir y registrar el
cambio de diámetro de la probeta.

12. Probeta de prueba con carga de tensión

13. • Los diagramas esfuerzo-deformación de los
materiales varían en forma considerable,
dependerá de la temperatura de la probeta y
la velocidad de aplicación de la carga.
• Es posible distinguir algunas características
comunes entre los diagramas esfuerzo-
deformación de distintos materiales y
dividirlos en dos amplias categorías:

14. • Materiales Dúctiles: Se caracteriza por su
capacidad de fluir a temperaturas normales,
como el acero estructural y muchas aleaciones
de muchos metales.
• Materiales Frágiles: Se caracterizan por que la
fractura ocurre sin un cambio notable previo a
la tasa de alargamiento. ε al momento de la
fractura es mucho menor que el de los
materiales dúctiles.

15. • ACERO: Aleación de hierro y carbono. Se
clasifican como:
• Acero al carbono
• Aceros aleados
• Aceros inoxidables
• Aceros estructurales.

19. Probeta después del ensayo de un
material dúctil

20. Diagrama Esfuerzo-Deformación para un
material frágil

21. Probeta de un ensayo de un material frágil