Este documento resume las propiedades mecánicas de los materiales, incluyendo la definición de propiedades mecánicas, los tipos de fuerzas aplicadas a los materiales (tensión, compresión, corte, torsión, flexión), cómo medir la resistencia a estas fuerzas, y propiedades derivadas como elasticidad, plasticidad, resistencia, rigidez, ductilidad, módulos de resilencia y tenacidad, resistencia al impacto, dureza, fatiga, creep, y concentración de esfuerzos.

1. PROPIEDADES MECÁNICAS
(MECHANICAL PROPERTIES)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
INGENIERÍA CIVIL
COMPUTACIÓN APLICADA
Nombre: Fernando Ponluisa
Fecha: 27 / Mayo / 2013
Curso: Decimo “A”

2.  DEFINICIÓN : Propiedades que
tienen que ver con el
comportamiento de los Materiales
Bajo Carga , además nos permiten
diferenciar un material de otro ya sea
por su composición, estructura o
comportamiento ante algún efecto
físico o químico.

3. Objetivo: Determinación de la respuesta de un material a
una aplicación de una fuerza.
Fuerzas de tensión o tracción: La fuerza aplicada intenta estirar el
material a lo largo de su línea de acción.
σ= esfuerzo
P= carga
A= área

4.  Fuerzas de compresión: la Fuerza aplicada intenta comprimir o
acotar al material a lo largo de su línea de acción.
 Fuerza de cortadura: Las fuerzas actúan en sentidos contrarios sobre
dos planos contiguos del cuerpo, tratando de producir el deslizamiento
de uno con respecto al otro.

5.  Fuerza en torsión: la fuerza externa aplicada
intenta torcer al material. la fuerza externa
recibe el nombre de torque o momento de
torsión
 Fuerza de Flexión: Las fuerzas externas
actúan sobre el cuerpo tratando de “doblarlo”,
alargando unas fibras internas y acortando
otras.
Los miembros cargados tienden a cambiar su
forma .
Deformación = cambio en la longitud
Esfuerzo = deformación / longitud del miembro

6.  UTM es usado para medir la respuesta del material a
las 3 fuerzas importantes( TENSION ,
COMPRENSION Y CORTE )

8.  ELASTICIDAD :
La capacidad del material para volver a la forma original
al descargarlos
 PLASTICIDAD :
La capacidad del material para pasar por debajo de la
deformación permanente sin llegar a la rotura

9.  PROPIEDADES DERIVADAS DEL DIAGRAMA
ESFUERZO –DEFORMACIÓN:
• RESISTENCIA
• RIGIDEZ
• DUCTILIDAD
• MÓDULO DE RESILIENCIA
• MÓDULO DE TENACIDAD
•RESISTENCIA AL IMPACTO.
•DUREZA
•FATIGA
•CREEP
•ROTURA DE TENSIÓN

10.  Es la resistencia al esfuerzo máximo de un material
contra el cambio en la forma,y es igual a:

11.  Resistencia a la tensión :(aleaciones metálicas,
compuestos)
 Resistencia a la compresión : (hierro fundido, T.S.
polímeros, cerámica)
 Resistencia a corte:(aleaciones metálicas,
compuestos ) = 40% de la Resistencia a la tensión .
 Resistencia específica= Resistencia a la tensión /
Densidad

12.  Es la tensión máxima que un
material elastoplástico puede
soportar sin sufrir deformaciones
permanentes. Si se aplican
tensiones superiores a este límite, el
material experimenta un
comportamiento plástico
deformaciones permanentes y no
recupera espontáneamente su
forma original al retirar las cargas, y
se considera como límite elástico la
tensión a la cual el material tiene
una deformación plástica del 0.2%
(o también ε = 0.002)

13.  es la resistencia del material debido a la deformación elástica, y se
determina por el Modulo de Elasticidad del material .
 El Modulo de Elasticidad del material se mide por la pendiente de la
parte lineal de la curva
 Cuanto mayor sea la pendiente,
Mas rigido es el material.
Rigidez específica=
módulo de tracción/ densidad

14.  Es una propiedad los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden
deformarse sosteniblemente sin romperse y es calculado por una
de las siguientes 3 formulas:
 %DUCTILIDAD= Deformación a la fractura x 100
 %ELONGACION= Long. Ensayo/Long. Original
 %Reducción de Area= Area. Ensayo/Area. original

15.  Máxima cantidad de energía elástica por unidad de
volumen que un material puede absorber a baja velocidad
de deformación sin producir una deformación permanente
y se mide por el área bajo la parte lineal de la curva esfuerzo
deformacion.
MODULO DE
RESILIENCIA
(PARTE VERDE)

16.  Máxima cantidad de energía elástica por unidad de
volumen que un material puede absorber a baja velocidad
de deformación se produzca la fractura en un material
deformación y se mide por el área total bajo la parte lineal
de la curva esfuerzo deformacion.
TENACIDAD
(PARTE VERDE
Y AMARILLA)

17. *Ensayo de impacto. Es una prueba dinámica que permite
predecir en cierta forma el comportamiento dúctil ó frágil de un material
a una temperatura especifica. Usos cualquiera de las dos probetas de
forma horizontal en el ensayo tipo Charpy y de forma vertical en el ensayo
tipo Izod. Para medir la energía necesaria para romper el material .
RESISTENCIA AL IMPACTO.

18. *Temperatura de transición
o temperatura de
ductilidad nula: Es la
temperatura a la que el
modo de fractura del acero
pasa de dúctil a
quebradizo. bajo esta
temperatura cae por la
tenacidad. en la selección
de material para una
aplicación a baja
temperatura.

19.  Es la resistencia de la superficie de material contra abolladura y
rayados.
Especificación de número de dureza: XXX H X X
XXX H X X
número de dureza código método Escala Rockwell
El tipo más común de medida (destructivas) se basa en calibración ya sea
de la profundidad(Rockwell, Rockwell superficial) o del diametro
(Brinell, Vickers, Knoop) .Otras mediciones (no destructivas) son
dependientes de la frecuencia natural(ondas acusticas), la altura de la
propiedad rebote (Shore) de materiales

20.  Falla de materiales debido
a una tensión alterna
repetida(muy por debajo
del límite de elasticidad)
 Fallo por fatiga ocurre
después de un número de
ciclos de tensiones
 Resistencia a la fatiga es un
factor importante en el
proceso de selección de
material para la aplicación
de la carga cíclica
FATIGA

21.  Es un proceso lento de la deformación plástica que se produce cuando un
material se somete a una condición constante de la carga (Tension) por debajo
de su límite elástico para una cierta cantidad de tiempo , la temperatura
elevada es 0.5 de su temperatura de fundición absoluta

22.  Similar al Ensayo Creep 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 el tensión y temperatura
2) las variables medidas es el tiempo requerido para la falla.

23.  CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS
Si un miembro esta cargado y tiene alguna ranura, orificio o irregularidad en su geometría,
se produce un esfuerzo magnificado en el área de la irregularidad debido a un factor de
concentración de esfuerzos
Smax: Kf * S
Donde:
Kf= factor de concentración de esfuerzos.(TORSION , TENSION)
S= es el esfuerzo del miembro considerando que no existe
irregularidad.(CARGA/AREA)
Smax= es el esfuerzo local en la región de la concentración de esfuerzos.