ESFUERZO Y DEFORMACION, PLASTICIDAD, RIGIDEZ

1. ESFUERZO Y
DEFORMACION
REALIZADO POR: DAVID GARCÍA C.I: 8,273,755
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
SANTIAGO MARIÑO
EXTENSIÓN PORLAMAR

2. INTRODUCCION
 En la vida cotidiana todo cuerpo en algún momento debe soportar alguna
fuerza aplicada, el estudio de ese esfuerzo y deformación.
 En Ingeniería se seleccionan materiales para diversas aplicaciones y
componentes adecuando las propiedades del material a las condiciones
funcionales requeridas por el componente.
 El primer paso en el proceso de selección requiere el análisis de la aplicación
para determinar las características más importantes que debe poseer el
material; una vez determinadas las propiedades requeridas, se selecciona el
material adecuado usando datos que se encuentran en los manuales y bases
de datos, entonces es ideal conocer acerca del esfuerzo y la deformación que
sufren los diferentes tipos de materiales

3. ESFUERZO
El esfuerzo se define aquí como la intensidad de las fuerzas componentes
internas distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo. El
esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de área. Existen tres
clases básicas de esfuerzos: tensivo, compresivo y corte. El esfuerzo se
computa sobre la base de las dimensiones del corte transversal de una
pieza antes de la aplicación de la carga, que usualmente se llaman
dimensiones originales.

5. DEFORMACIÓN
La deformación se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe
al esfuerzo, al cambio térmico, al cambio de humedad o a otras causas. En
conjunción con el esfuerzo directo, la deformación se supone como un cambio
lineal y se mide en unidades de longitud. En los ensayos de torsión se acostumbra
medir la deformación cómo un ángulo de torsión (en ocasiones llamados
detrusión) entre dos secciones especificadas.
Relación entre la deformación unitaria y la deformación

6. ELASTICIDAD
La elasticidad es aquella propiedad de un material por virtud de la cual las
deformaciones causadas por el esfuerzo desaparecen al removérsele. Algunas
sustancias, tales como los gases poseen únicamente elasticidad volumétrica, pero
los sólidos pueden poseer, además, elasticidad de forma.
Un cuerpo perfectamente elástico se concibe como uno que
recobra completamente su forma y sus dimensiones
originales al retirarse el esfuerzo. No se conocen materiales
que sean perfectamente elásticos a través del rango de
esfuerzos completo hasta la ruptura, aunque algunos
materiales como el acero, parecen ser elásticos en un
considerable rango de esfuerzos.

7. ELASTICIDAD
Algunos materiales, como el hierro fundido, el concreto, y ciertos metales no
ferrosos, son imperfectamente elásticos aun bajo esfuerzos relativamente
reducidos, pero la magnitud de la deformación permanente bajo carga de poca
duración es pequeña, de tal forma que para efectos prácticos el material se
considera como elástico hasta magnitudes de esfuerzos razonables

8. RESISTENCIA ÚLTIMA
El término resistencia última está relacionado con el esfuerzo máximo que un
material puede desarrollar. La resistencia a la tensiones el máximo esfuerzo de
tensión que un material es capaz de desarrollar. La figura 17 muestra,
esquemáticamente, las relaciones entre esfuerzo y deformación para un metal
dúctil y un metal no dúctil cargado hasta la ruptura por tensión

9. PLASTICIDAD
La plasticidad es aquella propiedad que permite al material sobrellevar
deformación permanente sin que sobrevenga la ruptura. Las evidencias de la
acción plástica en los materiales estructurales se llaman deformación, flujo
plástico y creep.
Las deformaciones plásticas son causadas por deslizamientos inducidos por esfuerzos
cortantes.Tales deformaciones pueden ocurrir en todos los materiales sometidos a
grandes esfuerzos, aun a temperaturas normales. Muchos metales muestran un
efecto de endurecimiento por deformación al sobrellevar deformaciones plásticas, ya
que después de que han ocurrido deslizamientos menores por corte no acusan
deformaciones plásticas adicionales hasta que se aplican esfuerzos mayores. No se
presentan cambios apreciables de volumen como resultado de las deformaciones
plásticas.

10. Deformación plástica y plano de deslizamiento

11. PLASTICIDAD
La plasticidad es importante en las operaciones de formación, conformación y
extrusión. Algunos metales se conforman en frío, por ejemplo, la laminación
profunda de láminas delgadas.
Muchos metales son conformados en caliente, por
ejemplo, la laminación de perfiles de acero estructural y
el forjado de ciertas partes para máquinas; los metales
como el hierro fundido se moldean en estado de fusión;
la madera se flexiona mejor mientras está seca y
caliente. Los materiales maleables son aquellos que
pueden martillarse para formar láminas delgadas sin
fractura; la maleabilidad depende tanto de la suavidad
como de la plasticidad del material.

12. RIGIDEZ
La rigidez tiene que ver con la deformabilidad relativa de un material bajo carga. Se le
mide por la velocidad del esfuerzo con respecto a la deformación. Mientras mayor sea el
esfuerzo requerido para producir una deformación dada, más rígido se considera que es el
material.
Bajo un esfuerzo simple dentro del rango proporcional, la razón entre el esfuerzo y la
deformación correspondiente es denominada módulo de elasticidad (E). Existen tres
módulos de elasticidad: el módulo en tensión, el módulo en compresión y el módulo en
cortante. Bajo el esfuerzo de tensión, esta medida de rigidez se denomina módulo de
Young; bajo corte simple la rigidez se denomina módulo de rigidez. En términos del
diagrama de esfuerzo y deformación, el módulo de elasticidad es la pendiente del
diagrama de esfuerzo y deformación en el rango de la proporcionalidad del esfuerzo y la
deformación

13. CAPACIDAD ENERGÉTICA
La capacidad de un material
para absorber o almacenar
energía se denomina
capacidad energética del
material. La cantidad de
energía absorbida al esforzar
un material hasta el límite
elástico, o la cantidad de
energía que puede
recobrarse cuando el
esfuerzo es liberado del
límite elástico, es llamada la
resiliencia elástica. La
energía almacenada por
unidad de volumen en el
límite elástico es el módulo
de resiliencia.
El módulo de resiliencia es una
medida de lo que puede llamarse
la resistencia a la energía elástica
del material y es de importancia
en la selección de materiales para
servicio, cuando las partes están
sometidas a cargas de energía,
pero cuando los esfuerzos deben
mantenerse dentro del límite
elástico (SEELEY y SMITH, 1956).

14. ASPECTOS GENERALES DE LA FALLA EN
LOS MATERIALES
La falla puede considerarse
como la alteración del
comportamiento
característico de acuerdo
con alguna propiedad física
básica. Por ejemplo, el es
forzamiento o deformación
de un material más allá del
límite elástico, es decir sin
recuperación de su forma o
longitud original. A nivel
macroescalar la falla puede
concebirse como el grado de
deformación qué sea
excesivo en relación con el
desempeño aceptable de un
miembro de alguna
estructura o máquina.