Este documento trata sobre las propiedades mecánicas de los materiales. Define las propiedades mecánicas como aquellas relacionadas con el comportamiento de los materiales bajo carga. Explica los tipos comunes de propiedades mecánicas como la resistencia a la rotura, rigidez, ductilidad, módulo de resistencia y dureza. También describe brevemente las pruebas mecánicas de materiales y el diagrama de esfuerzo-deformación.

1. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
COMPUTACIÓN APLICADA
TEMA: Propiedades mecánicas
PROFESOR: Ing. Miguel Mora
INTEGRANTES: Stalin Coca – Adrián Tobar
SEMESTRE: Decimo – “A”
2013

2. PROPIEDADES MECÁNICAS
 DEFINICIÓN
Las propiedades que tienen que ver con el comportamiento de los materiales
bajo carga.
 ANTECEDENTES SOBRE LAS PRUEBAS MECÁNICAS DE MATERIALES
 LOS TIPOS COMUNES DE PROPIEDADES MECÁNICAS
 ANÁLISIS DE FALLAS

3. ANTECEDENTES DE MECÁNICA
PRUEBAS DE MATERIALES
Objetivo: Determinación de la respuesta de materiales a una aplicación de una fuerza.
Esfuerzo de tracción: tiende a tirar un miembro aparte
Tensión de compresión: tiende a aplastar a un cuerpo
Esfuerzo cortante: tiende a romper un miembro
Tensión torsional: tiende a retorcer un miembro
Tensión flexionante: tiende a curvar un miembro
Un miembro cargado se deformará (cambio de forma).
Deformación = cambio en la longitud
Esfuerzo = Deformacion / longitud del miembro

4. MÁQUINA DE PRUEBA UNIVERSAL (UTM)
Se utiliza para medir la respuesta del
material a las 3 principales formas de
esfuerzo (tensión, compresión, esfuerzo
cortante).

5. DIAGRAMA ESFUERZO/DEFORMACIÓN
Carga / Área de esfuerzo original  Tensión
Deformación / Longitud original  Esfuerzo
Geometría – diagrama dependiente  Geometría – diagrama independiente
Elasticidad: habilidad del material para volver a su forma original cuando es
descargado.
Plasticidad: habilidad del material para permanecer deformado sin llegar a la
fractura.

6. TIPOS COMUNES DE PROPIEDADES MECÁNICAS
 Propiedades derivadas del Diagrama esfuerzo Deformación
 Resistencia al Impacto
 Dureza
 Fatiga
 Deslizamiento
 Esfuerzo a la rotura

7. PROPIEDADES DERIVADAS DEL DIAGRAMA
ESFUERZO DEFORMACIÓN
 Fuerza
 Rigidez
 Ductilidad
 Módulo de Resiliencia
 Módulo de Tenacidad

8. RESISTENCIAA LA ROTURA
Es la máxima resistencia del material a los cambios de forma y es igual a carga
máxima / Área de esfuerzo.
Resistencia a la tracción (aleaciones metálicas. Compuestos)
Resistencia a la compresión (fundiciones, Polímeros, Cerámica)
Resistencia al corte (aleaciones metálicas, Compuestos)
Resistencia al cizallamiento = 40% de la Resistencia a la tracción
Fuerza Específica = Resistencia a la tracción / densidad

9. RENDIMIENTO PUNTO DE ESFUERZO / LÍMITE ELÁSTICO
PUNTO LIMITE DE ESFUERZO es la tensión correspondiente al punto inicial de
deformación plástica. Este punto en el diagramas de esfuerzo/deformación de algunos
materiales está indicado por una pequeña región plana (cambio en la deformación w
carga constante) como se muestra en la figura.
El esfuerzo admisible (seguro) en el diseño mecánico debe estar muy por debajo de este
punto. Sin embargo, en la mayor parte de diagramas esfuerzo/deformacion de los
materiales, este punto no es fácil de localizar. Este punto se determina a través del
método grafico (el punto de la curva y una línea trazada desde el punto 0,2%, 0 en
paralelo a la pendiente e intersección), y el esfuerzo asociado se llama resistencia a la
deformación, como se muestra en la figura.

10. RIGIDEZ
Es la resistencia del material a la deformación elástica y es determinada por el
módulo de elasticidad E o módulo de Young.
Módulo de elasticidad del material se mide por la pendiente de la parte lineal
de la curva, como se muestra en la figura.

11. DUCTILIDAD
Es una medida de la propiedad de plasticidad de un material, y se calcula por
una de las siguientes fórmulas 3:
% ductilidad = punto de ruptura en el eje de formación x100
% elongación = cambio de longitud/longitud original
% reducción de área = Cambio área/área original
Aleaciones forjadas son dúctiles y polímeros tienen una alta ductilidad.
Cerámica y aleaciones de fundición son frágiles y tienen poca o 0%
ductilidad. Selección de materiales para los procesos de fabricación,
doblado en frío, dibujo, y extrusión deben basarse en esta
propiedad (es decir, el 30% -50% ductilidad).

12. MODULO DE RESISTENCIA
Máxima cantidad de energía elástica por unidad de volumen que un material puede
absorber, a baja velocidad de deformación, y se mide por el área bajo la parte lineal
de la curva tensión / deformación, como se muestra en la figura.
Selección de materiales para componentes, tales como ballestas, resorte tipo reloj,
hojas de cuchillos, parte de la máquina en caso de colisión a baja velocidad, etc se
debe basar en esta propiedad.
La propiedad resistente es inversamente proporcional al módulo de elasticidad,
menor es el módulo del material más resistente. Esta propiedad es directamente
proporcional a la resistencia a la fluencia del material.

13. DUREZA
• La máxima cantidad de energía por unidad de volumen
elástico que un material puede absorber a baja velocidad
de deformación, para producir factura y se mide por el
área total bajo la curva de tensión / deformación, como se
muestra en la figura.

14. DUCTILIDAD DE MATERIALES
• (como la mayoría de los metales y polímeros) tener una
buena tenacidad y resistencia al impacto. Los materiales
frágiles tales como Aleaciones de Cerámica y Elenco
tienen resistencia despreciable.

15. FLUENCIA LENTA
• 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 cierta cantidad de tiempo.
• La mayoría de los metales sólo fluye cuando está
sometido a una temperatura eleva (0.5 de su temperatura
de fusión absoluta).

16. • El ensayo de fluencia se lleva a cabo simplemente sometiendo
una muestra del tipo de tracción a una tensión constante.

17. DUREZA
• Resistencia de los materiales contra golpes y rasgaduras
en su superficie.

18. • La dureza de la superficie sirve como un factor en la selección
de un material para aplicaciones de contacto deslizante, tales
como engranajes, frenos y embragues, rodamientos de bolas /
rodillos, etc.
• Esta propiedad se especifica en los planos de ingeniería para la
fabricación de los propósitos de tratamiento térmico.
• Las aleaciones metálicas tienen buena dureza, aleaciones de fundición y
cerámica son materiales muy duros.

19. FATIGA
• Insuficiencia de Materiales debido a una tensión alterna
repetitiva (muy por debajo del límite de elasticidad) se
llama fallo por fatiga.
• Resistencia a la fatiga es un factor importante en el
proceso de selección de materiales para aplicaciones de
carga cíclicos.

21. VARIACION DE
TEMPERATURA
• Es una temperatura bajo las cuales, los
materiales dúctiles se vuelve frágil. Bajo
esta temperatura, la dureza, baja. En la
selección de materiales para una aplicación
de baja temperatura, para evitar que las
gotas de tenacidad. En la selección de
materiales para una aplicación de baja
temperatura, para evitar una caída de la
dureza, la temperatura de transición. Del
material seleccionado debe ser inferior a la
temperatura de aplicación