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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

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Deformaciones posibles

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Elongación Compresión

TorsiónEsfuerzo de cizalla

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Prueba de Esfuerzo

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Sección reducida

Largo

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Prueba de Esfuerzo

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Espécimen

Celda

Medidor

Movimiento

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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

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Deformación elástica

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F

bonds stretch

return to initial

Estira-miento de ligazones

Vuelta a laforma normal

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Deformación elástica

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Ley de Hook para cuerpos sólidos

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

Comportamiento Elástico

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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

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Contracciones lateral

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Coeficiente de Poisson

Con las deformaciones

Materiales aniso trópicos: Materiales “tecnológicos”:

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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:

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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)

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Deformación plástica

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planes still sheared

F

elastic + plastic

bonds stretch & planes shear

plastic

Estiramientode ligazonesydesplazamientoDe planos

Planospermanecendesplazados

plásticoelástico + plástico

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Deformación plástica

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Estadoinicial

Deformaciónplástica

Deformaciónpermanente

Deformación

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Deformación plástica - limites

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Bajo %EL (quebradizo %El < 5%)

Alto %EL (dúctil %El > 5%)

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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

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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

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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

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Contacto

Dr. Willy H. [email protected]

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

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