Este documento proporciona antecedentes sobre las pruebas mecánicas de materiales. Describe varios tipos de esfuerzos como tracción, compresión, corte y torsión, así como propiedades derivadas de las pruebas como rigidez, ductilidad, resistencia al impacto y dureza. También cubre conceptos como fatiga, fluencia lenta y ruptura por esfuerzo, y cómo estas pruebas ayudan a determinar la respuesta de los materiales y seleccionarlos para diferentes aplicaciones.

1. INTEGRANTES:
ALEX DOMINGUEZ
RICARDO ALARCON

2. BACKGROUND ON MECHANICAL
TESTING OF MATERIALS
Antecedentes sobre mecánica
Pruebas de materiales
 Objetivo: Determinación de la respuesta de los
materiales a la aplicación de una fuerza.
 Esfuerzo de tracción: Tiende a tirar de un miembro aparte
 Esfuerzo de compresión: Tiende a aplastar a un cuerpo

3.  Esfuerzo cortante: Tiende a escindir un miembro
 Esfuerzo de torsión: Tiende a retorcer un miembro
 Esfuerzo de flexión: Tiende a flexionar a un
miembro

4. UNIVERSAL TESTING MACHINE (UTM)
MAQUINA UNIVERSAL DE ENSAYO
 UTM se utiliza para medir la respuesta de los
materiales a las 3 principales formas de esfuerzos.

5. STRESS/STRAIN DIAGRAM
DIAGRAMA DE ESFUERZO/DEFORMACION
 Elasticidad: Capacidad de los materiales para
volver a su forma original al descargarlos.
 Plasticidad: Capacidad de los materiales para pasar
por debajo de la deformación permanente sin
fractura

6. PROPERTIES DERIVED FROM
STRESS/STRAIN DIAGRAM
PROPIEDADES DERIVADAS DEL DIAGRAMA
ESFUERZO/DEFORMACION
 Carga / (Área original de esfuerzo) Esfuerzo
 Deformación / (Longitud original) Deformación
 Geometría – Diagrama dependiente
 Geometría – Diagrama independiente

7. IMPACT RESISTANCE
RESISTENCIA AL IMPACTO
 La resistencia al impacto describe la capacidad del
material a absorber golpes y energía sin romperse.
La tenacidad del material depende de la
temperatura y la forma.

8. HARDNESS
DUREZA
 La dureza es la oposición que ofrecen los
materiales a alteraciones como la penetración, la
abrasión, el rayado, la cortadura, las
deformaciones permanentes

9. Rigidez ( stiffness)
Es la resistencia del material
contra la deformación elástica,
y se determina por el módulo
de elasticidad de material (E)
o módulo de Young.
Módulos de elasticidad del
material se mide por la
pendiente de la parte lineal de
la curva, como se muestra en
la figura.
Cuanto mayor sea la pendiente
(o E), es más rígido el
material.

10. Cerámica, aleaciones
metálicas, materiales
compuestos con alta
rigidez.
Rigidez específica =
Módulo de tracción /
Densidad

11. Ductilidad ( ductility)
Es una medida de la propiedad de plasticidad de un material, y
se calcularon los datos por una de las siguientes fórmulas 3:
% Ductilidad = tensión de fractura * 100
%Alargamiento = Cambio en la longitud / orig. longitud
% Reduccion en el area = Cambio en el area / Orig. área

12. Aleaciones de hierro forjado son dúctiles y polímeros
tienen alta ductilidad.
Cerámicas y aleaciones de fundición son frágiles y tienen
poca o 0% ductilidad.
La selección del material para los procesos de fabricación,
tales como doblado en frío, dibujo y extrusión debe
basarse en esta propiedad (es decir, 30% -50% ductilidad)

13. Modulo de Resiliencia
Cantidad máxima de
energía elástica por unidad
de volumen que con un
material de absorber, a
baja velocidad de
deformación, y se mide por
el área bajo parte lineal te
de la curva tensión /
deformación, como se
muestra en la figura

14. Propiedad resiliencia
es inversamente
proporcional a la
modulo de
elasticidad, menor es
el módulo de la más
resistente del
material.
Esta propiedad es
directamente
proporcional a la
resistencia a la
fluencia del material.

15. Dureza ( Toughness )
La cantidad máxima de la energía de plástico por unidad de volumen que un material
puede absorber, a baja velocidad de deformación, t producir fractura y se mide por el
área total bajo la curva de tensión / deformación, como se muestra en la figura.
La tenacidad es también una medida relativa de la capacidad de absorción de energía
de los materiales sometidos a cargas de impacto (fuerza de alta velocidad)
Ya que en la prueba de impacto se mide la energía absorbida por las muestras, ya que
se fracturan,.
Materiales dúctiles (como la mayoría de los metales Ÿ polímeros) tienen buena dureza
y resistencia al impacto. Materias frágiles como

16. cerámicas y aleaciones de fundición tienen resistencia
insignificante
El probador de impacto (es decir, tipo péndulo) utiliza
cualquiera de los dos probetas entalladas estándar, el (i-viga
horizontal) Charpy muestra o la (viga en voladizo vertical)
Isod para medir la energía requerid (ft.Lb)
para fracturar la muestra temperatura de transición de
ductilidad nula o quebradizo. bajo esta temperatura, la dureza
baja. E
En la selección de materiales para una aplicación de baja
temperatura, para evitar la caída dureza, la temperatura de
transición. del material seleccionado debe ser inferior a la
temperatura de aplicación.

17. FATIGA (FATIGUE)
Falla de materiales
debido a una tensión
alterna repetida
Fallo por fatiga se
producen después de
una serie de ciclos
(vida) de las
tensiones.
Resistencia a la fatiga
factor importante en
el proceso de
selección de
materiales para
aplicaciones de carga
cíclicos
Un eje de rotación
bajo una carga
transversal se utiliza
para determinar la
capacidad de un
material para resistir
tensiones cíclicas.

18. límite de resistencia es una
resistencia a la fatiga en las que el
componente tiene vida indefinida,
como se muestra en la figura
Resistencia a la fatiga de los metales
de ingeniería son aproximadamente
el 50% de su resistencia a la tracción,
la cerámica no se utilizan en la carga
cíclica, materiales poliméricos y
materiales compuestos son muy
sujeto a la fatiga.

19. FLUENCIA LENTA (CREEP)
Es un proceso lento de la deformación plástica que
tiene lugar cuando un material se somete a una
condición constante de carga (tensión) por debajo de
su límite elástico para una cantidad ciertos momentos
de tiempo.
La mayoría de los metales se arrastran sólo cuando está
estresado a una temperatura elevada (0,5 de su
temperatura de fusión absoluta).
La fluencia lenta puede ser un factor de selección
importante con metales de baja temperatura de fusión
y polímeros

20. El ensayo de fluencia lenta se lleva a cabo simplemente
sometiendo una muestra del tipo de tracción a la
tensión constante mientras que es en la cámara
climatizada. tensión se mide dentro del tiempo
transcurrido.
El desplazamiento se produce en 3 pasos; decreciente,
en estado estacionario, y el aumento de las tasas
Resistencia a la fluencia es la tensión Requeridos para
causar una tasa media especificada de fluencia a una
temperatura dada. dos velocidades de fluencia más
común usado 1% el / 10.000 horas, y el 1% el/100000hr

21. Ruptura por Esfuerzo (stress
rupture)
Similar a la prueba
de fluencia se
determina la
tensión a la que una
parte fallará bajo
una carga constante
a temperatura
elevada, sin
embargo, es
diferente en dos
formas;
1) las variables
controladas son la
tensión y la
temperatura, y
2) la variable
medida es la.
tiempo requerido
para el fracaso.

22. Este ensayo tiene la ventaja
de tener menos tiempo para
ejecutar la prueba.
Prueba de rotura por tensión
es importante para metales o
de materiales cerámicos
destinados a un servicio de
alta temperatura.

23. Análisis de Fallas
la concentración de
esfuerzos
Si un miembro sometido
a carga contiene una
ranura, agujero, cualquier
irregularidad en la
geometría, la tensión
inducida en el elemento
en el área de la muesca se
ampliará por un factor de
concentración de
esfuerzos:

24. Smax = Kf * S
donde,
Kf es el factor de
concentración de
esfuerzos, (es decir,
la tensión, flexion,
torsión)
S es la tensión en el
miembro sin
cualquier
irregularidad en la
geometría (es decir,
= carga / área)
Smax es la tensión
local en la región de
una concentración
de esfuerzos