Los mejores conductores eléctricos son: b) Metales Tales como el: d) plata y el aluminio y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como por ejemplo el grafito.

1. TECNOLOGIA DE LOS
MATERIALES I
Mgr. Karles Hoffmann
Mayo 2019

2. UNIDAD Nº 1
INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGIA
DE LOS MATERIALES

3. 1.- CONCEPTOS:
La tecnología de
materiales es el estudio y
puesta en práctica de
técnicas de análisis,
estudios físicos y
desarrollo de materiales.
Es la disciplina de
la ingeniería que trata
sobre los procesos
industriales que nos
proporcionan las piezas
que componen las
máquinas y objetos
diversos, a partir de
las materias primas.

4. Estructura Atómica de la materia
El átomo es la parte más
pequeña en la que se puede
obtener materia de forma
estable, ya que las partículas
subatómicas que lo componen
no pueden existir aisladamente
salvo en condiciones muy
especiales. El átomo está
formado por un núcleo,
compuesto a su vez por
protones y neutrones, y por
una corteza que lo rodea en la
cual se encuentran los
electrones, en igual número
que los protones.

5. 1.1.- Clasificación general de los materiales
Materiales naturales: son
aquellos que se encuentran en la
naturaleza, las personas
utilizamos materiales naturales
con diferente origen; mineral,
vegetal o animal.
- A partir de rocas y minerales se
obtienen los materiales de origen
mineral.
- A partir de las plantas
obtenemos los materiales de
origen vegetal.
- Otros son materiales de origen
animal.
Materiales sintéticos: son
aquellos creados por las personas
a partir de materiales naturales;
por ejemplo, el hormigón, el
vidrio, el papel o los plásticos.

6. 1.1.- Clasificación de los materiales
MATERIAL APLICACIONES PROPIEDADES EJEMPLOS OBTENCIÓN
Madera
Muebles. Estructuras.
Embarcaciones.
No conduce el calor ni la
electricidad. Fácil de
trabajar. Pino. Roble. Haya. A partir de árboles.
Metal
Clips. Cuchillas. Cubiertos.
Estructuras.
Buen conductor del calor
y la electricidad. Dúctil y
maleable.
Acero. Cobre. Estaño.
Aluminio.
A partir de determinados
minerales.
Plástico
Bolígrafos. Carcasasde
electrodomésticos. Envases.
Ligero. Mal conductor del
calor y la electricidad.
PVC. PET. Porexpán
(corcho blanco).
Metacrilato.
Mediante procesos
químicos, a partir del
petróleo.
Pétreos
Encimeras. Fachadas y suelo
de edificios.
Pesados y resistentes.
Difíciles de trabajar.
Buenos aislantes del
calor y la electricidad. Mármol. Granito.
Se obtienen de las rocas,
en canteras.
Cerámica y
vidrio
Vajillas. Ladrillos, tejas.
Ventanas, puertas. Cristales.
Duro. Frágil.
Transparente (solo
vidrio).
Loza. Porcelana.
Vidrio.
Cerámica: a partir de
arcillas y arenas por
moldeado y cocción.
Vidrio: se obtiene
mezclando y tratando
arena, caliza y sosa.
Textiles Ropa. Toldos.
Flexibles y resistentes.
Fáciles de trabajar.
Algodón. Lana.
Nailon.
Se hilan y tejen fibras de
origen vegetal, animal o
sintético.

8. 1.2.- Procesos Metalúrgicos
La METALURGIA es la ciencia
y tecnología de la extracción
a escala industrial de los
metales a partir de sus
fuentes naturales, es decir
de sus minerales y su
preparación para usos
prácticos.
La metalurgia puede ser
extractiva, que consiste en la
obtención de los metales a
partir de los minerales y
concentrados hasta obtener
lingotes de alta pureza y
la metalurgia física que
consiste en transformar
estos lingotes en artículos
semimanufacturados.

9. 1.2.- Procesos Metalúrgicos
Los procesos metalúrgicos comprenden las siguientes fases:
• Obtención del metal a partir del mineral que lo contiene en estado natural,
separándolo de su origen;
• El afino, enriquecimiento o purificación: eliminación de las impurezas que
quedan en el metal;
• Elaboración de aleaciones;
• Otros tratamientos del metal para facilitar su uso.

10. 1.2.- Procesos Metalúrgicos
Proceso de obtención del acero
Esquema de un alto horno

11. 1.2.- Proceso de conformación
• Los procesos de conformado de metales comprenden un
amplio grupo de procesos de manufactura, en los cuales se
usa la deformación plástica para cambiar las formas de las
piezas metálicas.
• En los procesos de conformado, las herramientas,
usualmente dados de conformación, ejercen esfuerzos sobre
la pieza de trabajo que las obligan a tomar la forma de la
geometría del dado

12. 1.2.- Proceso de conformación: Curva de Esfuerzo vs
Deformación
Debido a que los metales deben ser conformados en la zona de
comportamiento plástico, es necesario superar el límite
de fluencia para que la deformación sea permanente.
Por lo cual, el material es sometido a esfuerzos superiores a sus
límites elásticos, estos límites se elevan consumiendo así
la ductilidad .

13. 1.2.- Proceso de conformación
Al abordar los procesos de conformado es necesario estudiar una
serie de propiedades metálicas influenciadas por la temperatura,
dado que estos procesos pueden realizarse mediante un trabajo
en frio, como mediante un trabajo en caliente.

14. 1.2.- Proceso de conformación
TRABAJO EN FRIO
Se refiere al trabajo a temperatura ambiente o menor. Este
trabajo ocurre al aplicar un esfuerzo mayor que la resistencia de
cedencia original de metal, produciendo a la vez una
deformación.
Características
• Mejor precisión
• Menores tolerancias
• Mejores acabados superficiales
• Mayor dureza de las partes
• Requiere mayor esfuerzo

15. 1.2.- Proceso de conformación
TRABAJO EN CALIENTE
Se define como la deformación plástica del material metálico a
una temperatura mayor que la de recristalización. La ventaja
principal del trabajo en caliente consiste en la obtención de una
deformación plástica casi ilimitada, que además es adecuada
para moldear partes grandes porque el metal tiene una baja
resistencia de cedencia y una alta ductilidad.
Características
• Mayores modificaciones a la forma de la pieza de trabajo
• Menores esfuerzos
• Opción de trabajar con metales que se fracturan cuando son
trabajados en frío

16. 1.2.- Proceso de conformación
CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE CONFORMADO
• PROCESO DE CIZALLADO
• PROCESO DE TROQUELADO
• PROCESO DE DOBLADO
• PROCESO DE EMBUTIDO
• PROCESO DE LAMINADO
• PROCESO DE FORJADO
• PROCESO DE EXTRUSIÓN

17. 1.3.- Metalurgia Extractiva
CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE CONFORMADO
La metalurgia es la técnica de la obtención y tratamiento
de los metales a partir de minerales metálicos.
La metalurgia extractiva, es el área de la metalurgia en
donde se estudian y aplican operaciones y procesos para
el tratamiento de minerales o materiales que contengan
una especie útil (oro, plata, cobre, etc.), dependiendo el
producto que se quiera obtener, se realizarán distintos
métodos de tratamiento. El negocio minero conlleva la
ejecución de diversos procesos que generan materiales
que contienen elementos de interés con valores
económicos relativos para la humanidad.

18. 1.3.- Metalurgia Extractiva
El procesamiento de minerales y la metalurgia extractiva
envuelven al conjunto de operaciones que se llevan a cabo
para separar selectivamente especies de interés de aquellas
sin valor. Dentro del procesamiento de minerales se distinguen
las áreas de , concentración de minerales, separación sólido
líquido y operaciones anexas como el transporte de pulpa,
mientras que en la metalurgia extractiva se identifican
aquellas de hidrometalurgia, pirometalurgia y
electrometalurgia. Cada una de las áreas mencionadas
enfrenta desafíos de complejidad creciente como
consecuencia de la disminución sostenida de las leyes en los
yacimientos, aparición de elementos penalizados y
regulaciones medioambientales cada vez más exigentes.

19. 1.3.- Metalurgia Extractiva
Objetivos de la metalurgia extractiva
• Utilizar procesos y operaciones simples.
• Alcanzar la mayor eficiencia posible.
• Obtener altas recuperaciones (especie de valor en
productos de máxima pureza).
• No causar daño al medio ambiente.
Etapas de la metalurgia extractiva
• Transporte y almacenamiento.
• Conminución.
• Clasificación.
• Separación del metal de la ganga.
• Purificación y refinación.

20. 1.3.- Metalurgia Extractiva del ORO

21. 2.- PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Estas propiedades se ponen de manifiesto ante estímulos
como la electricidad, la luz, el calor o la aplicación de fuerzas
a un material.
Describen características como elasticidad, conductividad
eléctrica o térmica, magnetismo o comportamiento óptico,
que por lo general no se alteran por otras fuerzas que actúan
sobre el mismo.

22. 2.- PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

25. 2.1.- Propiedades Mecánicas
Las propiedades mecánicas son aquellas propiedades de los
sólidos que se manifiestan cuando aplicamos una fuerza.
Las propiedades mecánicas de los materiales se refieren a
la capacidad de los mismos de resistir acciones de cargas:
las cargas o fuerzas actúan momentáneamente, tienen
carácter de choque.
Cíclicas o de signo variable: las cargas varían por valor, por
sentido o por ambos simultáneamente.

27. 2.2.- Propiedades Eléctricas
Materiales conductores o dieléctricos, sus propiedades se dividen
en:
Resistencia (p) : Es la medida de oposición de un material al paso
de corriente eléctrica. Se mide según la cantidad de ohmios (Ω)
que posee una porción de 1 cm2 por unidad de longitud. Siendo:
p: Ω . cm2 / cm = Ω .cm
Conductividad eléctrica (σ) : Es la propiedad totalmente opuesta a
la resistencia, ya que esta mide la capacidad del paso de corriente
eléctrica sin ninguna oposición, su valor es 1/p = 1 / Ω . cm

28. 2.3.- Propiedades Térmicas
Materiales conductores o aislantes térmicos. Las propiedades
térmicas determinan el comportamiento de los materiales frente
al calor.
Conductividad térmica: es la propiedad de los materiales de
transmitir el calor y produciéndose, lógicamente, una sensación
de frío al tocarlos. Un material puede ser buen conductor térmico
o malo.
Fusibilidad: facilidad con que un material puede fundirse.
Soldabilidad: facilidad de un material para poder soldarse consigo
mismo o con otro material. Lógicamente los materiales con buena
fusibilidad suelen tener buena soldabilidad.
Punto de fusión

29. 2.4.- Problemas de aplicación
Los mejores conductores
eléctricos son _ _ _ _ _ _ _
_ _
a) No metales
b) Metales
c) Metalurgia
Tales como el
a) Cobre
b) Oro
c) Hierro
d) plata y el aluminio
y sus aleaciones, aunque existen
otros materiales no metálicos que
también poseen la propiedad de
conducir la electricidad, como:
a) grafito
b) disoluciones y soluciones
salinas (por ejemplo, el agua del
mar).
c) Moléculas de carbono
d) Na y Cl

30. 2.4.- Problemas de aplicación
Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier
instalación de uso doméstico o industrial, el conductor más
utilizado es el cobre/acero (en forma de cables de uno o varios
hilos). Aunque la madera/plata es el mejor conductor, pero
debido a su precio elevado no se usa con tanta frecuencia.
También se puede usar el hierro/aluminio, metal que, si bien
tiene una conductividad eléctrica del orden del 60/80 % de la del
cobre, es sin embargo un material tres/diez veces más ligero, por
lo que su empleo está más indicado en líneas aéreas que en la
transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión.1 A
diferencia de lo que mucha gente cree, el oro/aluminio es
levemente peor conductor que el cobre; sin embargo, se utiliza en
bornes de baterías y conectores eléctricos debido a su durabilidad
y “resistencia” a la corrosión/oxidación.

31. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es
determinar las propiedades mecánicas de un material.
Todas las casas, todos los automóviles, como cualquier estructura
o maquinaria están constituidos por diferentes materiales,
elegidos por sus propiedades para poder ser utilizados en una
determinada aplicación. El diseño de la forma y de las secciones se
debe realizar con criterios económicos, es decir, se debe emplear
la menor cantidad posible de material, pero también se debe
cumplir una serie de especificaciones de seguridad para evitar que
se produzcan fallos mecánicos.

32. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
Los materiales suelen someterse a una variedad de ensayos para conocer sus
propiedades. De esta manera se intenta simular las condiciones a las que van a estar
expuestas cuando entren en servicio.
- Ensayo de cizallamiento
- Ensayo de torsión
- Ensayo de resiliencia
- Ensayo de fluencia en caliente (creep)
- Ensayo de plegado libre
Otros ensayos para aplicaciones específicas son:
- Ensayo de plegado
- Ensayo de embutición
- Ensayo de abocardado
- Prueba hidrostática (con presiones mayores a las de servicio).
- Flexión alternativa de alambres

33. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
Según la rigurosidad del ensayo
Ensayos científicos
Se obtienen resultados referentes a los valores numéricos de ciertas magnitudes físicas.
Permiten obtener valores precisos y reproducibles de las propiedades ensayadas, pues
las condiciones a las que se somete el material se encuentran normalizadas. Un ejemplo
de este ensayo es el ensayo de tracción, del que se obtiene la resistencia a la tracción, y
se expresa en kp/mm²
Ensayos tecnológicos
Se utilizan para comprobar si las propiedades de un material o pieza son adecuadas para
cierta utilidad o si dichas propiedades son las que se presuponen. Un ejemplo de este
ensayo son las pruebas de caída, los de maleabilidad para un material de forja o las
de flexión alternativa en alambres, en la que se cuenta el número de veces que una
pieza de alambre se puede doblar alternativamente sin que se rompa.

34. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
Según la naturaleza del ensayo
Ensayos químicos
Permiten conocer la composición cualitativa y cuantitativa del
material, la naturaleza del enlace químico y la estabilidad del
material en presencia de líquidos o gases corrosivos.
Ensayos físicos
Se cuantifican la densidad, el punto de ebullición, el punto de
fusión, la conductividad eléctrica, la conductividad térmica, etc.
Ensayos mecánicos
Se determina la resistencia del material mediante su sometimiento
a distintos esfuerzos. Varios ejemplos de estos ensayos son los
ensayos de tracción, dureza, choque, fatiga o ensayos tecnológicos.
Ensayos mecanográficos
Consisten en analizar la estructura interna del material mediante
un microscopio.

35. VIDEO 1
• Revisar las pruebas de calidad en la compañía
Andec
• Ingresar a pcponlinegye
• Buscar: visita técnica Andec
• Link:
https://www.youtube.com/watch?v=Y-
jLHTOkbA0&list=PLoWX-
n_YmBDwqSyDVfjJLPgYNi2yYIhl4

36. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
Según la utilidad de la pieza después de ser sometida al ensayo
Los ensayos de materiales pueden ser de dos tipos, ensayos
destructivos y ensayos no destructivos. Estos últimos permiten
realizar la inspección sin perjudicar el posterior empleo del
producto, por lo que permiten inspeccionar la totalidad de la
producción si fuera necesario.

37. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
Ensayos no destructivos
Se analizan las grietas y defectos internos de una pieza, sin tener en cuenta las
propiedades del material y sin dañar su estructura. Varios ejemplos de estos ensayos son
los análisis de rayos X y los análisis por ultrasonidos. Estrictamente estos métodos no
pertenecen a ensayos de materiales, ya que únicamente se analizan los defectos en una
pieza concreta, aunque por otra parte existen ensayos cuya inclusión resulta dudosa, como
el ensayo de estanqueidad en tubos, porque se desconoce si se deteriora o no la
estructura del material.
Entre los ensayos no destructivos se encuentran los siguientes:
Ensayo de durezas (en algunos casos no se considera como ensayo no destructivo,
especialmente cuando puede comprometer la resistencia de la pieza a cargas estáticas o a
fatiga)
Inspeción visual, microscopía y análisis de acabado superficial
Ensayos por líquidos penetrantes
Inspección por partículas magnéticas
Ensayos radiológicos
Ensayos por corrientes inducidas
Ensayos de fugas: detección acústica, detectores específicos de gases, cromatógrafos,
detección de flujo, espectrometría de masas, manómetros, ensayos de burbujas, etc.

38. Equipo de Ultrasonido

39. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
Ensayos destructivos
Se produce la rotura o daño sustancial en la estructura del material. Varios ejemplos de
estos ensayos son los ensayos mecánicos de tracción o dureza, los ensayos físicos, como la
determinación de los puntos de fusión y ebullición, el ensayo químico frente a corrosión, el
ensayo de tensión, flexión, compresión, etc.

40. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
Según la velocidad de aplicación de las fuerzas
Ensayos estáticos
La velocidad de aplicación de las fuerzas al material no influyen en el resultado del ensayo.
En el ensayo de tracción, por ejemplo, la velocidad de aplicación de la fuerza se mantiene
por debajo de cierto límite para que el ensayo sea estático.
Ensayos dinámicos
La velocidad de aplicación de las fuerzas juega un papel decisivo. Un ejemplo de este
ensayo es el ensayo de flexión por choque.

41. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
3.1 ENSAYO DE COMPRESIÓN
En ingeniería, el ensayo de compresión es un ensayo técnico para determinar la resistencia
de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría de los
casos se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarse
sobre cualquier material.
Se suele usar en materiales frágiles.
La resistencia en compresión de todos los materiales siempre es menor que en tracción.
Se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresión en
una máquina universal.
Ensayo de
compresión de una
probeta cilíndrica de
hormigón

42. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
3.1 ENSAYO DE FLEXIÓN
Ensayo consistente en someter a una deformación plástica una probeta recta de sección
plena, circular o poligonal, mediante el pliegue de ésta, sin inversión de su sentido de
flexión, sobre un radio especificado al que se le aplica una presión constante.

43. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
3.2 DUREZA
La dureza es la oposición que presenta un material a ser rayado o penetrado por otro
cuerpo sólido. La definición de dureza es diferente a la de resistencia mecánica, la cual es
la resistencia del material a ser deformado. La dureza también es una medida de las
propiedades de abrasión (rozamiento y desgaste) de un material.

44. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
DUREZA BRINELL
Se denomina dureza Brinell a una escala de medición de la dureza de un material
mediante el método de indentación, midiendo la penetración de un objeto en el material a
estudiar. Fue propuesto por el ingeniero sueco Johan August Brinell en 1900, siendo el
método de dureza más antiguo.
Este ensayo se utiliza en materiales blandos (de baja dureza) y muestras delgadas. El
indentador o penetrador usado es una bola de acero templado de diferentes diámetros.

45. VIDEO 2:
• Revisar desde el minuto 15 en adelante sobre
el manejo del equipo
• Ingresar a pcponlinegye
• Buscar: charla en planta
• Link:
• https://www.youtube.com/watch?v=z9Qq5_
eZX4Q&t=1300s

46. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
DUREZA BRINELL
La carga que se debe utilizar en el ensayo se puede obtener con la siguiente expresión:
Este ensayo sólo es válido para valores menores de 600 HB en el caso de
utilizar la bola de acero, pues para valores superiores la bola se deforma y el
ensayo no es válido. Se pasa entonces al ensayo de dureza Vickers. Para saber
si el ensayo es válido o no, debemos usar el espesor de la pieza y la profundidad
de la huella; mediante la fórmula siguiente: espesor de la pieza > ó = a 8 veces
la profundidad de la huella. De este modo, si el valor resultante es menor al que
tiene el espesor de la pieza diremos que el ensayo es válido, en caso contrario,
no lo será; y por tanto pasaríamos al ensayo Vickers.

47. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
DUREZA ROCKWELL
La dureza Rockwell o ensayo de dureza Rockwell es un método para determinar
la dureza, es decir, la resistencia de un material a ser penetrado. El ensayo de dureza
Rockwell constituye el método más usado para medir la dureza debido a que es muy
simple de llevar a cabo y no requiere conocimientos especiales. Se pueden utilizar
diferentes escalas que provienen de la utilización de distintas combinaciones de
penetradores y cargas, lo cual permite ensayar prácticamente
cualquier metal o aleación. Hay dos tipos de penetradores: unas bolas esféricas
de acero endurecido (templado y pulido) de 1/16, 1/8, ¼ y ½ pulg, y un
penetrador cónico de diamante con un ángulo de 120º +/- 30' y vértice redondeado
formando un casquete esférico de radio 0,20 mm (Brale), el cual se utiliza para los
materiales más duros.
El ensayo consiste en disponer un material con una superficie plana en la base de la
máquina. Se le aplica una precarga menor de 10 kg, básicamente para eliminar
la deformación elástica y obtener un resultado mucho más preciso. Luego se le aplica
durante unos 15 segundos una fuerza que varía desde 60 a 150 kgf a compresión. Se
desaplica la carga y mediante un durómetro Rockwell se obtiene el valor de la dureza
directamente en la pantalla, el cual varía de forma proporcional con el tipo de material
que se utilice. También se puede encontrar la profundidad de la penetración con los
valores obtenidos del durómetro si se conoce el material.

48. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
DUREZA ROCKWELL

49. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
DUREZA VICKERS
El ensayo de dureza Vickers, llamado el ensayo universal, es un método para medir
la dureza de los materiales, es decir, la resistencia de un material al ser penetrado. Sus
cargas van de 5 a 125 kilopondios (de cinco en cinco). Su penetrador es una pirámide
de diamantecon un ángulo base de 136°.
Se emplea para láminas delgadas hasta 0,15 mm, y no se lee directamente en la
máquina. Para determinar el número de dureza se aplica la siguiente fórmula
Este ensayo constituye una mejora al ensayo de dureza Brinell. Se presiona el indentador
contra una probeta, bajo cargas más ligeras que las utilizadas en el ensayo Brinell. Se
miden las diagonales de la impresión cuadrada y se halla el promedio para aplicar la
fórmula antes mencionada.
Este tipo de ensayo es recomendado para durezas superiores a 500 HB (en caso de ser
inferior, se suele usar el ensayo de dureza Brinell). Este ensayo, además, puede usarse en
superficies no planas. Sirve para medir todo tipo de dureza, y espesores pequeños.

50. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
DUREZA VICKERS
Equivalencias de dureza y resistencia
Para consultar tablas de dureza de materiales, véase Dureza.
Para aceros no aleados y fundiciones, existe una relación aproximada y directa entre la
dureza Vickers y el límite elástico, siendo el límite elástico aproximadamente 3,3 veces la
dureza Vickers.
Rp0,2==3,3*HV
A su vez, entre las diferentes medidas de dureza están relacionadas, habiendo tablas
disponibles

51. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
3.3 FATIGA DE LOS MATERIALES
En ingeniería y, en especial, en ciencia de los materiales, la fatiga de materiales, se
refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas
cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. Aunque es un fenómeno
que, sin definición formal, era reconocido desde la antigüedad, este comportamiento no
fue de interés real hasta la revolución industrial, cuando, a mediados del siglo XIX se
comenzaron a producir las fuerzas necesarias para provocar la rotura de los materiales
con cargas dinámicas muy inferiores a las necesarias en el caso estático; y a desarrollar
métodos de cálculo para el diseño de piezas confiables. Este no es el caso de materiales
de aparición reciente, para los que es necesaria la fabricación y el ensayo de prototipos.
Denominado ciclo de carga repetida, los máximos y mínimos son asimétricos con
respecto al nivel cero de carga.
Aleatorio: el nivel de tensión puede variar al azar en amplitud y frecuencia.

52. 3.- ENSAYOS MECÁNICOS
3.3 FATIGA DE LOS MATERIALES
La fatiga es un proceso de degeneración de un material sometido a cargas cíclicas de
valores por debajo de aquellos que serían capaces de provocar su rotura mediante
tracción. Durante dicho proceso se genera una grieta que, si se dan las condiciones
adecuadas crecerá hasta producir la rotura de la pieza al aplicar un número de ciclos
suficientes. El número de ciclos necesarios dependerá de varios factores como la carga
aplicada, presencia de entallas

53. 4.- DIAGRAMA ESFUERZO -DEFORMACIÓN
El diseño de elementos estructurales implica determinar la resistencia y rigidez del
material estructural, estas propiedades se pueden relacionar si se evalúa una barra
sometida a una fuerza axial para la cual se registra simultáneamente la fuerza aplicada y
el alargamiento producido. Estos valores permiten determinar el esfuerzo y
la deformación que al graficar originan el denominado diagrama de esfuerzo y
deformación.
Los diagramas son similares si se trata del mismo material y de manera general permite
agrupar los materiales dentro de dos categorías con propiedades afines que se
denominan materiales dúctiles y materiales frágiles. Los diagramas de materiales
dúctiles se caracterizan por ser capaces de resistir grandes deformaciones antes de la
rotura, mientras que los frágiles presenta un alargamiento bajo cuando llegan al punto
de rotura

54. 4.- DIAGRAMA ESFUERZO -DEFORMACIÓN

55. 4.- DIAGRAMA ESFUERZO -DEFORMACIÓN
ESFUERZO
Las fuerzas internas de un elemento están ubicadas dentro del material por lo que se
distribuyen en toda el
área; justamente se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, la cual se denota
con la letra griega sigma (σ) y
es un parámetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que
establece una base común de
referencia.
σ = P/A
Donde:
P≡ Fuerza axial;
A≡ Area de la sección transversal

56. 4.- DIAGRAMA ESFUERZO -DEFORMACIÓN
DEFORMACIÓN
La resistencia del material no es el único parámetro que debe utilizarse al diseñar o
analizar una estructura; controlar las deformaciones para que la estructura cumpla con
el propósito para el cual se diseñó tiene la misma o mayor importancia.
El análisis de las deformaciones se relaciona con los cambios en la forma de la estructura
que generan las cargas aplicadas.
Una barra sometida a una fuerza axial de tracción aumentara su longitud inicial; se
puede observar que bajo la misma carga pero con una longitud mayor este aumento o
alargamiento se incrementará también. Por ello definir la deformación (ε) como el
cociente entre el alargamiento δ y la longitud inicial L, indica que sobre la barra
la deformación es la misma porque si aumenta L también aumentaría δ.
Matemáticamente la deformación sería:
ε = δ/L

57. 4.- DIAGRAMA ESFUERZO -DEFORMACIÓN
El diagrama es la curva resultante graficada con los valores del esfuerzo y la
correspondiente deformación unitaria en el espécimen calculado a partir de los
datos de un ensayo de tensión o de compresión.