2. materiales 2.2 propiedades mecánicas comprender la forma reaccionan los distintos materiales que...

2. Materiales2.2 Propiedades Mecánicas

Comprender la forma reaccionan los distintos materiales que se emplean en la practica profesional.

Objetivos:

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Dr. Willy H. GerberInstituto de Física

Universidad AustralValdivia, Chile

Deformaciones posibles

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Elongación Compresión

TorsiónEsfuerzo de cizalla

Prueba de Esfuerzo

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Sección reducida

Largo

Prueba de Esfuerzo

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Espécimen

Celda

Medidor

Movimiento

Compresión y tracción

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Esfuerzo [Pa]:

Fuerza de tracción/compresiónSección antes de la deformación

Deformación [fracción o %]

Largo inicial [m]Largo tras deformar [m]Variación del largo

Deformación elástica

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F

bonds stretch

return to initial

Estira-miento de ligazones

Vuelta a laforma normal

Deformación elástica

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Ley de Hook para cuerpos sólidos

Esfuerzo [Pa]Deformación [-]Modulo de Elasticidad oModulo de Young [Pa]

Comportamiento Elástico

Deformación elástica

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Materiales: E

Porcelana dentalAmalgamaComposite de resinaPoli (metilmetacrilato)Cerámica aluminosaEsmalteDentinaAlambre Ortodoncico

40 GPa21 GPa17 GPa3.5 GPa350-418 GPa33.6 GPa11.7 GPa192 GPa

Acero: 207 GPaCobre 110 GPa

Contracciones lateral

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Coeficiente de Poisson

Con las deformaciones

Materiales aniso trópicos: Materiales “tecnológicos”:

Esfuerzo de cortante

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Torsión cortante

Modulo de cizallamiento [Pa]Angulo de deformación [rad]

Relación entre modulo de cizallamiento y modulo de Young:

Modulo de Elasticidad con la temperatura

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Mod

ulo

de e

lasti

cida

d [G

Pa]

Mod

ulo

de e

lasti

cida

d [1

06 psi

]

Temperatura (F)

Temperatura (C)

Deformación plástica

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planes still sheared

F

elastic + plastic

bonds stretch & planes shear

plastic

Estiramientode ligazonesydesplazamientoDe planos

Planospermanecendesplazados

plásticoelástico + plástico

Deformación plástica

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Estadoinicial

Deformaciónplástica

Deformaciónpermanente

Deformación

Deformación plástica

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Deformación plástica - limites

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Bajo %EL (quebradizo %El < 5%)

Alto %EL (dúctil %El > 5%)

Deformación plástica

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Materiales

Porcelana dentalAmalgamaComposite de resinaPoli (metilmetacrilato)Cerámica aluminosaEsmalteDentinaAlambre Ortodoncico

AceroCobre

50-100 MPa27-55 MPa30-90 MPa60 MPa120 MPa

1.625 MPa

380 MPa200 MPa

262 MPa234 MPa

235 MPa176 MPa1.020 MPa

Limite portracción

Limite porcompresión

Limiteelástico

Deformación plástica

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Esfu

erzo

[Pa]

Deformación

Energía = área bajo la curva tension-deformacion

A

B

C

C’B’

Área A-B-B’ (solo deformación elástica)= Resiliencia

Área A-C-C’ (deformación elástica y plástica)= Tenacidad

Deformación plástica

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Modelo elasto-plastico

Modulo plástico [Pa]Exponente no lineal [-]

Ejemplo:

MaterialAcero inoxidableCobre

K’ [MPa]1275315

n’0.450.54

Contacto

Dr. Willy H. Gerberwgerber@gphysics.net

Instituto de FísicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaCasilla 567, Valdivia, Chile

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