7/26/2019 Trabajo Deformacin y Rotura en Slidos

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DEFORMACIN

YROTURA

EN SLIDOS

MANUELA MARN MOROTE

MCARMEN ROMERA MONTANOGIRME

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NDICE1. Introduccin

2. Deformacin2.1. Definicin de deformacin en slidos.

2.2. Consecuencias de deformacin en slidos.

2.3. Comportamiento de los cuerpos slidosdeformables.

2.4. Clasificacin de la deformacin de materiales.

2.5. Energa de deformacin en slidos.

3.Rotura de slidos

4. ntecedentes ! ob"eti#os.

5.$%u& es una fractura'

5.1.(ipos de fractura

5.1.1. D)ctil

5.1.2. *r+gil

,.-odo de rotura./ropiedades 0ue influ!en en la rotura

.1./ropiedades mec+nicas

.Ensa!os

.1.(raccin

.2.Compresin

.3.*lein

.4.(orsin.5.Resiliencia

.,.*atiga de materiales

.plicaciones

.1.Cat+strofes

1.Conclusiones

11.ibliografa

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INTRODUCCIN6a ciencia e ingeniera de los materiales est+n ntimamente ligadas !a 0ue el

conocimiento ! procesos de fabricacin de los materiales7 posibilita la con#ersin de los

mismos para su uso industrial.

6as propiedades mec+nicas refle"an su reaccin frente a la aplicacin de esfuer8oseternos ! pueden medirse a partir de determinados ensa!os. (ambi&n puede aplicarse

otro tipo de acciones tipos t&rmicos7 magn&ticos7 etc. para determinacin de materiales

funcionales. 6a resistencia mec+nica es una propiedad 0ue mide la magnitud de la

fuer8a eterna 0ue es necesaria aplicar para #encer las fuer8as internas del material

estructural.

DEFORMACIN

2.1 DEFINICIN DE DEFORMACIN EN SLIDOS.6a deformacin es el cambio en el tama9o o forma de un cuerpo debido a esfuer8os

internos producidos por una o m+s fuer8as aplicadas sobre el mismo.

2.2 CONSECUENCIAS DE DEFORMACIN EN SLIDOS.6as Deformaciones del -aterial pertenecen al de las denominadas lesiones mec+nicas.

:on consecuencia de procesos mec+nicos7 a partir de fuer8as eternas o internas 0ue

afectan a las caractersticas mec+nicas de los elementos constructi#os. En el caso de las

deformaciones7 son una primera reaccin del elemento a una fuer8aeterna7 al tratar de

adaptarse a ella.

2.3 COMPORTAMIENTO DE LOS CUERPOS SLIDOS DEFORMABLES.6a mec+nica de los slidos deformables estudia el comportamiento de los cuerpos

slidos deformables ante diferentes tipos de situaciones como la aplicacin de cargas o

efectos t&rmicos. Estos comportamientos7 m+s comple"os 0ue el de los slidos rgidos7

se estudian en mec+nica de slidos deformables introduciendo los conceptos de

deformacin ! de tensin mediante sus aplicaciones de deformacin.

;na aplicaci!tpica de la mec+nica de slidos deformables es determinar a

partir de una ciertageometraoriginal de slido ! unas fuer8as aplicadas sobre elmismo7 si el cuerpo cumple ciertos re0uisitos de resistencia! rigide8. /ara

resol#er ese problema7 en general es necesario determinar el campo de tensiones

! el campo de deformaciones del slido.

2." CLASICACIN DE LA DEFORMACIN DE MATERIALES.:e tiene la siguiente clasificacin para el comportamiento de la deformacin de

materialeslineal ! aproimadamente

el+stica.

C#$p#%&a$i'! pl()&ic#< a0u eiste irre#ersibilidad? aun0ue se retiren lasfuer8as ba"o las cuales se produ"eron deformaciones el+sticas7 el slido no #uel#e

eactamente al estado termodin+mico ! de deformacin 0ue tena antes de la

aplicacin de las mismas. su #e8 los subtipos son) /!a -%ac&/%a?

Es la separacin de un slido ba"o tensin en dos o m+s pie8as. a! dos tipos de

fractura< ,8c&il

ocurre despu&s de una intensa deformacin pl+stica ! se caracteri8a por

una lenta propagacin de la grieta ! -%(6il se produce a lo largo de planos

cristalogr+ficos llamados planos de fractura ! tiene una r+pida propagacin de la grieta.

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Tip#) ,' -%ac&/%a

Fractura dctil

Gcurre ba"o una intensa deformacin pl+stica.

1. Empie8a con la formacin de un cuello ! ca#idades en la 8ona de

estrangulamiento.

2. Estas ca#idades se fusionan en el centro de la muestra.

3. :e propagan en direccin perpendicular a la tensin aplicada.4. Conforme se acerca a la superficie #ara su direccin a 45H respecto al e"e de

tensin.

5. :e forma una rotura de cono ! embudo7 cmo se puede #er en la imagen.

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Fractura frgil

6a fractura fr+gil tiene lugar sin una apreciable deformacin ! debido a una

r+pida propagacin de una grieta.

Aormalmente ocurre a lo largo de planos cristalogr+ficos especficos

denominados planos de fractura 0ue son perpendiculares a la tensin aplicada.

6a ma!ora de las fracturas fr+giles son transgranulares o sea 0ue se propagan a

tra#&s de los granos. /ero si los lmites de grano constitu!en una 8ona de

debilidad7 es posible 0ue la fractura se propague intergranularmente.

6as ba"as temperaturas ! las altas deformaciones fa#orecen la fractura fr+gil.

M#,# ,' %#&/%aEisten tres modos de fractura7 0ue se corresponden con la separacin de las dos

superficies de fractura en cada una de las tres direcciones del espacio

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M#,# I. Ap'%&/%a;El despla8amiento relati#o de las superficies de fractura es

normal a las paredes de la fisura. Este modo de fractura se debe a tensiones de

traccin.

M#,# II. D')li@a$i'!Despla8amiento tangencial de las paredes de fisura en

direccin perpendicular al frente de fisura. /roducido por tensiones de

ci8alladura. M#,# III. D')6a%%a$i'!Despla8amiento tangencial de las paredes de fisura

en direccin paralela al frente de fisura. /roducido por tensiones de ci8alladura

pura

El modo de -%ac&/%a ,#$i!a!&' depende de la orientacin del defecto respecto alcampo de tensiones pero tambi&n del tipo de material. s7 por e"emplo7 en $a&'%ial')-%(6il')domina el $#,# I=asta el punto de 0ue las fisuras rotan si es necesario para

propagarse seg)n este modo. En $a&'%ial') ,8c&il') Bmetales ! polmeros pre#alecen

los $#,#) ,' ci@alla,/%a II 0 III.En 6'#l#67a7 el $#,# Iest+ completamente )/p%i$i,#7 incluso en materiales fr+giles7

por0ue la) %#ca) %#$p'! )i'$p%' p#% c#$p%')i!.

P%#pi',a,') 4/' i!-l/0'! '! la %#&/%a

P%#pi',a,') $'c(!ica)

:on a0uellas 0ue epresan el comportamiento de los metales frente a esfuer8os o cargas0ue tienden a alterar su forma.

Influencia de la temperatura

En general7 el aumento de temperatura fa#orece la deformacin pl+stica Bel

desli8amiento de dislocaciones es m+s f+cil7 ! las ba"as temperaturas fa#orecen la

fractura.

(ensin de fluencia Bmo#imiento de dislocaciones disminu!e al aumentar la

temperatura.

Resistencia a fractura Benlaces casi independiente de la temperatura.

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Resistencia

Capacidad de soportar una carga eterna si el metal debe soportarla sin romperse se

denomina carga de rotura ! puede producirse por traccin7 por compresin7 por torsin

o por ci8allamiento7 =abr+ una resistencia a la rotura BgJmmK para cada uno de estosesfuer8os.

Dureza

/ropiedad 0ue epresa el grado de deformacin permanente 0ue sufre un metal ba"o la

accin directa de una carga determinada.

Tenacidad

Resistencia a la rotura por esfuer8os de impacto 0ue deforman el metal. 6a tenacidad

re0uiere la eistencia de resistencia ! plasticidad.

Fragilidad

/ropiedad 0ue epresa falta de plasticidad7 ! por tanto7 de tenacidad. 6os materiales

fr+giles se rompen en el lmite el+stico7 es decir su rotura se produce espont+neamente

al rebasar la carga correspondiente al lmite el+stico.

Resiliencia

Resistencia de un metal a su rotura por c=o0ue.

Fatiga

:i se somete una pie8a a la accin de cargas peridicas Balternati#as o intermitentes7 se

puede llegar a producir su rotura con cargas menores a las 0ue produciran

deformaciones.

E!)a0#)T%acci!Consiste en someter una pie8a de forma cilndrica o prism+tica de dimensiones

normali8adas Best+ndar a un esfuer8o de traccin continuo Btendencia a estirar el

material. Esta pie8a se llama probeta.

;n material presenta dos 8onas en cuanto a su comportamiento ante un esfuer8o de traccin