UACH Lecture, Fall 2008 UACH Lecture, Fall 2009

1. 2. Materiales
2.2 Propiedades Mecánicas
Dr. Willy H. Gerber
Instituto de Física
Universidad Austral
Valdivia, Chile
Objetivos: Comprender la forma reaccionan los distintos materiales
que se emplean en la practica profesional.
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Versión 03.08

2. Deformaciones posibles
Elongación Compresión
Torsión
Esfuerzo de cizalla
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

3. Prueba de Esfuerzo
Sección reducida
Largo
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

4. Prueba de Esfuerzo
Celda
Medidor
Espécimen
Movimiento
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

5. Compresión y tracción
Esfuerzo [Pa]:
Fuerza de tracción/compresión
Sección antes de la deformación
Deformación [fracción o %]
Largo inicial [m]
Largo tras deformar [m]
Variación del largo
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

6. Deformación elástica
Estira-
bonds
stretch de
miento
ligazones
returnato
Vuelta la
initial normal
forma
δ
F
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

7. Deformación elástica
Ley de Hook para cuerpos sólidos
Esfuerzo [Pa]
Deformación [-]
Modulo de Elasticidad o
Modulo de Young [Pa]
Comportamiento Elástico
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

8. Deformación elástica
Materiales: E
Porcelana dental 40 GPa
Amalgama 21 GPa
Composite de resina 17 GPa
Poli (metilmetacrilato) 3.5 GPa
Cerámica aluminosa 350-418 GPa
Esmalte 33.6 GPa Acero: 207 GPa
Dentina 11.7 GPa Cobre 110 GPa
Alambre Ortodoncico 192 GPa
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

9. Contracciones lateral
Coeficiente de Poisson
Con las deformaciones
Materiales aniso trópicos:
Materiales “tecnológicos”:
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

10. Esfuerzo de cortante
Esfuerzo de cizalla
Modulo de cizallamiento [Pa]
Angulo de deformación [rad]
Relación entre modulo de cizallamiento y modulo de Young:
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

11. Modulo de Elasticidad con la temperatura
Temperatura (F)
Modulo de elasticidad [106 psi]
Modulo de elasticidad [GPa]
Temperatura (C)
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

12. Deformación plástica
Estiramiento
bonds
de ligazones
stretch planes
Planos
y
& planes still
permanecen
desplazamiento
shear sheared
desplazados
De planos
δ elasticplástico
elástico + + plastic δplástico
plastic
F
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

13. Deformación plástica
Deformación
plástica
Estado
inicial
Deformación
permanente
Deformación
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

14. Deformación plástica
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

15. Deformación plástica - limites
Bajo %EL (quebradizo %El < 5%)
Alto %EL (dúctil %El > 5%)
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

16. Deformación plástica
Limite por Limite por Limite
Materiales tracción elástico
compresión
Porcelana dental 50-100 MPa
Amalgama 27-55 MPa
Composite de resina 30-90 MPa
Poli (metilmetacrilato) 60 MPa
Cerámica aluminosa 120 MPa
Esmalte 262 MPa 235 MPa
Dentina 234 MPa 176 MPa
Alambre Ortodoncico 1.625 MPa 1.020 MPa
Acero 380 MPa
Cobre 200 MPa
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

17. Deformación plástica
C
Energía = área bajo la curva tension-deformacion
B
Esfuerzo [Pa]
Área A-B-B’ (solo deformación elástica)
= Resiliencia
Área A-C-C’ (deformación elástica y plástica)
= Tenacidad
A B’ C’
Deformación
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

18. Deformación plástica
Modelo elasto-plastico Ejemplo:
Material K’ [MPa] n’
Acero inoxidable 1275 0.45
Modulo plástico [Pa] Cobre 315 0.54
Exponente no lineal [-]
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09

19. Contacto
Dr. Willy H. Gerber
wgerber@gphysics.net
Instituto de Física
Universidad Austral de Chile
Campus Isla Teja
Casilla 567,
Valdivia, Chile
www.gphysics.net – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Mecanicas-Version 04.09