Esfuerzo y Deformación

1. ESFUERZO Y
DEFORMACION
REALIZADO POR: Jhordan Figueroa C.I: 24.597.185
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
SANTIAGO MARIÑO
EXTENSIÓN PORLAMAR

2. INTRODUCCION
 El ensayo normal a la tensión se emplea para obtener varias características y resistencias que son útiles en el diseño.
 El uso de los materiales en las obras de ingeniería hace necesario el conocimiento de las propiedades físicas de
aquellos, y para conocer estas propiedades es necesario llevar a cabo pruebas que permitan determinarlas.
Organismos como la ASTM (American Society for Testing and Materials) en Estados Unidos, o el ICONTEC
en Colombia, se encargan de estandarizar las pruebas; es decir, ponerles límites dentro de los cuales es significativo
realizarlas, ya que los resultados dependen de la forma y el tamaño de las muestras, la velocidad de aplicación de las
cargas, la temperatura y de otras variables.
 Todos los materiales metálicos tienen una combinación de comportamiento elástico y plástico en mayor o menor
proporción.
 Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de deformarse en el sentido de aplicación de la fuerza. En el caso
del ensayo de tracción, la fuerza se aplica en dirección del eje de ella y por eso se denomina axial, la probeta se
alargara en dirección de su longitud y se encogerá en el sentido o plano perpendicular. Aunque el esfuerzo y la
deformación ocurren simultáneamente en el ensayo, los dos conceptos son completamente distintos.
 A escala atómica, la deformación elástica macroscópica se manifiesta como pequeños cambios en el espaciado
interatómico y los enlaces interatómicos son estirados. Por consiguiente, la magnitud del módulo
de elasticidad representa la resistencia a la separación de los átomos contiguos, es decir, a las fuerzas de enlace
interatómicas.A escala atómica, la deformación plástica corresponde a la rotura de los enlaces entre átomos vecinos
más próximos y a la reformación de éstos con nuevos vecinos, ya que un gran número de átomos o moléculas se
mueven unos con respecto a otros; al eliminar la tensión no vuelven a sus posiciones originales.

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
entre dos secciones especificadas.
Relación entre la deformación unitaria y la deformación

6. Diagrama esfuerzo-deformación obtenido a partir del ensayo normal a la tensión de una manera dúctil.
El punto P indica el límite de proporcionalidad; E, el límite elástico Y, la resistencia de fluencia
convencional determinada por corrimiento paralelo (offset) según la deformación seleccionada OA; U; la
resistencia última o máxima, y F, el esfuerzo de fractura o ruptura.

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.