deformación homogénea y no homogénea (1)

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Deformación homogénea y no homogénea, estos conceptos están estrechamente relacionados con los procesos de deformación plástica en estado estable y no estable ya que en el primero cada uno de los elementos de la pieza de trabajo están sometidos sucesivamente al mismo modo de deformación, es decir, todos los puntos del material sin excepción alguna sienten lo mismo y fluyen a la misma velocidad y en el mismo sentido; por otro lado un proceso de deformación no estable está relacionado con la deformación no homogénea debido a que para una determinada condición de esfuerzos el material puede sentir mayor esfuerzo en zonas en las que se pueden concentrar estos, de manera que van a ver puntos del material que estarán sometidos a esfuerzos que pueden hacer que el material presente flexión o alabeo además del fenómeno del abarrilamiento. La deformación homogénea es un supuesto que se hace para simplificar el análisis de esfuerzos de un material que está siendo deformado plásticamente, ya que idealiza el proceso de manera que se facilita la compresión del proceso, aun así se debe tener en cuenta que en la interfaz del material que está siendo conformado existe un fuente importante de presiones y fuerzas elevadas que no tiene nada que ver con la fricción, por lo tanto, no se afecta por la lubricación, de manera que existe la posibilidad de que la herramienta necesite realizar trabajo extra para realizar la deformación. En procesos donde la pieza de trabajo de espesor finito se deforma de modo simultaneo a los dos lados, la no homogeneidad de la deformación depende de cuán lejos estén separadas las dos zonas de deformación, esto se expresa de una manera ms útil con la razón h/L, es decir, la relación de la altura del material con la longitud de contacto que hay entre la herramienta y el producto. Se ha determinado que para relación h/L mayores a 8,7 ambas zonas de deformación estas por completo separadas, el material entre ella solo se deforma elásticamente y ejerce el mismo efecto de restricción que si fuera de espesor finito. Para relación menores ambas zonas cooperan y la presión baja. Si la relación h/L es menor que 1 la deformación tendera a ser homogénea pero la fricción incrementaría las presiones en la matriz.

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Page 1: Deformación homogénea y no homogénea (1)

Deformación homogénea y no homogénea, estos conceptos están estrechamente relacionados con los procesos de deformación plástica en estado estable y no estable ya que en el primero cada uno de los elementos de la pieza de trabajo están sometidos sucesivamente al mismo modo de deformación, es decir, todos los puntos del material sin excepción alguna sienten lo mismo y fluyen a la misma velocidad y en el mismo sentido; por otro lado un proceso de deformación no estable está relacionado con la deformación no homogénea debido a que para una determinada condición de esfuerzos el material puede sentir mayor esfuerzo en zonas en las que se pueden concentrar estos, de manera que van a ver puntos del material que estarán sometidos a esfuerzos que pueden hacer que el material presente flexión o alabeo además del fenómeno del abarrilamiento.

La deformación homogénea es un supuesto que se hace para simplificar el análisis de esfuerzos de un material que está siendo deformado plásticamente, ya que idealiza el proceso de manera que se facilita la compresión del proceso, aun así se debe tener en cuenta que en la interfaz del material que está siendo conformado existe un fuente importante de presiones y fuerzas elevadas que no tiene nada que ver con la fricción, por lo tanto, no se afecta por la lubricación, de manera que existe la posibilidad de que la herramienta necesite realizar trabajo extra para realizar la deformación.

En procesos donde la pieza de trabajo de espesor finito se deforma de modo simultaneo a los dos lados, la no homogeneidad de la deformación depende de cuán lejos estén separadas las dos zonas de deformación, esto se expresa de una manera ms útil con la razón h/L, es decir, la relación de la altura del material con la longitud de contacto que hay entre la herramienta y el producto. Se ha determinado que para relación h/L mayores a 8,7 ambas zonas de deformación estas por completo separadas, el material entre ella solo se deforma elásticamente y ejerce el mismo efecto de restricción que si fuera de espesor finito. Para relación menores ambas zonas cooperan y la presión baja. Si la relación h/L es menor que 1 la deformación tendera a ser homogénea pero la fricción incrementaría las presiones en la matriz.

La deformación no homogénea conlleva una serie de consecuencia que el ingeniero debe de minimizar la posibilidad de que aparezcan de manera que el producto no se vea afectado.

1. La fractura interna de la pieza de trabajo puede ocurrir durante la deformación.2. Se pueden inducir esfuerzos residuales que pueden causar deformación subsecuente (alabeo) de la pieza de trabajo, particularmente durante el calentamiento.3. Los esfuerzos residuales de tensión superficiales se pueden combinar con otros efectos para causar fallas. 4. Da lugar a una variación considerable de las propiedades del material, acabado del producto, formabilidad y otras características de manufactura.5. El producto puede no comportarse como el ingeniero estimó.Puede haber re cristalización, haciendo que el grano sea más gran denlas capas superficiales.

Por lo tanto, en general, el objetivo del desarrollo del proceso es hacer la deformación tan homogénea como sea posible, a menos que la fractura interna se induzca de forma intencional. Si continúan los esfuerzos residuales dañinos, se aplica el tratamiento térmico de alivio de esfuerzos.

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Los esfuerzos residuales de compresión concentrados en una capa superficial delgada mejoran mucho la resistencia a la fatiga de la pieza de trabajo en servicio, así que se aplica de manera intencional una deformación por compresión altamente no homogénea. Los esfuerzos superficiales de compresión se equilibran por los esfuerzos internos de tensión, que al difundirse sobre un área de sección transversal tan grande, su nivel es inofensivo.

La tasa de deformación es la velocidad instantánea de deformación divida entre la longitud instantánea o altura de la pieza de trabajo y está relacionada el trabajo en caliente debido a que el mecanismo del trabajo en caliente no es cambiar la estructura del material por medio de una recristalización sino la ocurrencia de la propagación de las dislocaciones y de los procesos de ablandamiento de manera que la temperatura, tamaño de grano, el tiempo y rapidez de deformación es crítico, por lo que en el trabajo en caliente existe una sustancial sensibilidad a la tasa de deformación. La velocidad de deformación esta también relacionado con el trabajo en caliente pero va de la mano con la tasa de deformación debido a que el rango de temperatura caliente involucra un reacomodo sustancial de los átomos (en los metales) o de las moléculas (en los polímeros). Estos procesos toman tiempo, así que las propiedades también son una función de la velocidad de aplicación de la carga o en forma más correcta, de la velocidad de deformación impuesta.

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