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Ponentes: Jorge Valentín Murias Arias. Silviano Sánchez Luna. José Romario Alejandro. Kevin Alexander Gallardo. 2.1 Propiedades mecánicas.

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Ponentes:Jorge Valentín Murias Arias.

Silviano Sánchez Luna.José Romario Alejandro.

Kevin Alexander Gallardo.

2.1 Propiedades mecánicas.

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Introducción

Muchos materiales, cuando prestan servicio, están sometidos a fuerzas o cargas, ejemplos de ello son los revestimientos refractarios de los hornos, las aleaciones de aluminio con las cuales se construyen las alas de los aviones, el acero de los ejes de los automóviles o las vigas y pilares de los edificios.

En tales situaciones es necesario conocer las características del material y diseñar la pieza de tal manera que cualquier deformación resultante no sea excesiva y no se produzca la rotura. El comportamiento mecánico o las propiedades mecánicas de un material reflejan la relación entre la fuerza aplicada y la respuesta del material (o sea, su deformación). Algunas de las propiedades mecánicas más importantes son la resistencia, la dureza, la ductilidad y la rigidez.

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Antecedentes históricos

Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto. Desde el comienzo de la civilización, los materiales junto con la energía han sido utilizados por el hombre para mejorar su nivel de vida.

Como los productos están fabricados a base de materiales, estos se encuentran en cualquier parte alrededor nuestro. Los mas comúnmente encontrados son madera, hormigón, ladrillo, acero, plástico, vidrio, caucho, aluminio, cobre y papel.

Existen muchos mas tipos de materiales y uno solo tiene que mirar a su alrededor para darse cuenta de ello. Debido al progreso de losprogramas de investigación y desarrollo, se están creando continuamente nuevos materiales.

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La producción de nuevos materiales y el procesado de estos hasta convertirlos en productos acabados, constituyen una parte importante de nuestra economía actual.

Los ingenieros diseñan la mayoría de los productos facturados y los procesos necesarios para su fabricación. Puesto que la producción necesita materiales, los ingenieros deben conocer de la estructura interna y propiedad de los materiales, de modo que sean capaces de seleccionar el mas adecuado para cada aplicación y también capaces de desarrollar los mejores métodos de procesado.

Los ingenieros especializados en investigación trabajan para crear nuevos materiales o para modificar las propiedades de los ya existentes . Los ingenieros de diseño usan los materiales ya existentes , los modificados o los nuevos para diseñar o crear nuevos productos y sistemas.

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La búsqueda de nuevos materiales progresa continuamente:

Por ejemplo los ingenieros mecánicos buscan materiales para altas temperaturas, de modo que los motores de reacción puedan funcionar mas eficientemente.

Los ingenieros eléctricos procuran encontrar nuevos materiales para conseguir que los dispositivos electrónicos puedan operar a mayores velocidades y temperaturas.

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Propiedades de los materiales

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Definen el comportamiento de los materiales frente a determinadas acciones mecánicas exteriores como fuerzas o desplazamientos. Describen la capacidad del material para comprimirse, estirarse, doblarse, rayarse, abollarse o romperse.

Propiedades mecánicas

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Mecánicas

Propiedades de los materiales

CohesiónResistencia de las moléculas a separarse. Depende de las fuerzas intermoleculares que las mantienen unidas.

Dureza

Resistencia de un cuerpo a ser penetrado por otro. Oposición que ejerce un cuerpo a no rayarse. Por ejemplo: el diamante, el acero, el plomo, el cobre etc.

Elasticidad Capacidad de recobrar la forma cuando cesa la causa que lo deforma. (el hule, el resorte).

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Propiedades de los materiales

Plasticidad

Ductilidad

Capacidad de un material para deformarse plásticamente frente a esfuerzos de tracción.

Es la capacidad de un material que es capaz de estirarse en hilos (cobre, oro)

Capacidad de un material a adquirir deformaciones permanentes sin sufrir rotura. (el aluminio, la plastilina, el plastico).

Mecánicas

Maleabilidad:Capacidad de deformarse plásticamente. Aptitud que tiene un material para extenderse en laminas (aluminio, plata, cobre, oro, platino)

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Mecánicas

Propiedades de los materiales

Tenacidad

Capacidad de absorber energía frente a esfuerzos bruscos exteriores antes de romperse o deformarse. Debe ser elástico y plástico a la vez. Resistencia que opone un cuerpo a romperse. (plomo, hierro, acero).

Fatiga

Resistencia a la rotura por un esfuerzo de magnitud o sentido variable. Deformación de los materiales sometidos a cargas variable, algo inferiores a la rotura.

Fragilidad

Cualidad contraria a la tenacidad. Tienen el límite de elasticidad y el de rotura muy próximos: carecen de zona plástica. Cuando se ejerce una fuerza sobre un material y falla. (vidrio, cerámica).

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Propiedades de los materiales

MaquinabilidadFacilidad que tiene un cuerpo al dejarse cortar por arranque de virutas.

Acritud Aumento de la dureza, fragilidad y resistencia en algunos materiales por el frio.

ColabilidadAptitud que posee un material fundido para llenar un molde.

Mecánicas

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Propiedades de los materiales

Mecánicas

Resiliencia

Capacidad de un material de absorber energía en la zona elástica ante esfuerzos de rotura. Resistencia que opone un material a golpes.

Fluencia Propiedad de algunos metales de deformarse lenta y espontáneamente bajo la acción de su propio peso o de cargas muy pequeñas.

Hendibilidad

Es la propiedad de partirse en el sentido de las fibras o laminas.

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Propiedades de los materiales

Comportamiento Mecánico

La respuesta de la mayoría de los materiales a campos de fuerza mecánicos, eléctricos, ópticos, depende del tiempo.

Parte de la energía entregada se almacena y otra parte se disipa.

Disipación no ocurre en forma instantánea, depende del tiempo.

La perturbación o solicitación es un fuerza mecánica y la respuesta una deformación y en algunos casos flujo.

Disipación es la respuesta retrasa respecto de la perturbación. Retraso depende de la duración de la perturbación.

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Propiedades de los materiales

TracciónGracias a la fuerza el objeto se alarga y actua perpendicularmente al suelo.

Compresion La fuerza tiende a acortar el objeto.

FlexionLa fuerza tiende a curvar al objeto y es paralela a la superficie de fijación.

Esfuerzos físicos a que pueden someterse los materiales.

Mecánicas

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Mecánicas

PandeoSe dan en objetos de poca sección y gran longitud doblándose la pieza.

Cortadura La fuerza rompe al material pasando por ella.

Torsión La fuerza tuercen al objeto.