La respuesta de los materiales a las fuerzas aplicadas depende de 1.- Tipo de enlace. 2.- Disposicin estructural de los tomos o molculas. 3.-Tipo y nmero de imperfecciones, que estn siempre presentes en los slidos, excepto en raras circunstancias.

El Diagrama de Esfuerzo

Introduccion:

La deformacin de cualquier pieza est relacionada con varias variables, como son el rea transversal a la aplicacin de la fuerza (es decir, que la fuerza y elreaformen un ngulo de 90), la longitud inicial de la pieza y el mdulo de elasticidad (al cual nos referiremos ms adelante).Luego tenemos una primera frmula para hallar la deformacin de un material:= (PL)/(AE)Donde:P: Fuerza aplicada a la PiezaL: Longitud Inicial de la PiezaA: rea transversal a laaplicacinde la fuerzaE: Modulo de Elasticidad del MaterialEs importante resaltar que larelacin(P/A), se mantiene constante,asocurran cambios en las longitudes iniciales de una pieza A y una pieza B, con longitudes L1 y L2, mientras se mantenga la relacin (P/A) y el material no cambie (ejemplo, un acero de bajo carbono).Ahora, reordenemos la ecuacin, si tenamos:= (PL)/ (AE)Definimos la deformacin unitaria como:= (/L)Y el esfuerzo axial, como larelacinde fuerza sobre rea transversal: =(P/A)Tendremos, al reemplazar en la ecuacin inicial, la ley de Hooke: = E*

Para entender a laperfeccinel comportamiento de la curva Esfuerzo-Deformacin unitaria,se debetener claro los conceptos que hacen referencia a las propiedades mecnicas de los materiales que describen como se comporta un material cuando se le aplican fuerzas externas,y a las diferentes clases de estas mismas a las cuales pueden ser sometidos.

TIPOS DE FUERZAS. Fuerzas detensin o traccin:La fuerza aplicada intenta estirar el material a lo largo de su lnea deaccin.

Fuerza de Flexin:Las fuerzas externas actan sobre el cuerpo tratando de doblarlo, alargando unas fibras internas y acortando otras.

.

Fuerzas decompresin:la Fuerza aplicada intenta comprimir o acotar almaterial a lo largo de su lnea deaccin.

Fuerza de Cizalladura o cortadura:Las fuerzas actan en sentidos contrarios sobre dos planos contiguos del cuerpo, tratando de producir el deslizamiento de uno con respecto al otro.

Fuerza en torsin:la fuerza externa aplicada intenta torcer al material. la fuerza externa recibe el nombre de torque o momento de torsin.

Cualquier fuerza externa que se aplique sobre un material causa deformacin, la cualse define como el cambio de longitud a lo largo de la lnea deaccinde la fuerza.Para estudiar lareaccinde los materiales a las fuerzas externas que se aplican, se utiliza el concepto de esfuerzo.

El esfuerzo tiene las mismas unidades de la presin, es decir, unidades de fuerza por unidad de rea. En el sistema mtrico, el esfuerzo se mide en Pascales (N/m2). En el sistema ingls, en psi (lb/in2). En aplicaciones de ingeniera, es muy comn expresar el esfuerzo en unidades de Kg /cm2. DeformacinSimpleSe refiere a los cambios en las dimensiones de un miembro estructural cuando se encuentra sometido a cargas externas.Estas deformaciones sern analizadas en elementos estructurales cargados axialmente, por lo que entre las cargas a estudiar estarn las detensinocompresin. Ejemplo-Los miembros de una armadura.- Las bielas de los motores de los automviles. Los rayos de las ruedas de bicicletas.- Etc.

DeformacinunitariaTodo miembro sometido a cargas externas se deforma debido a laaccinde fuerzas.Ladeformacinunitaria, se puede definir como la relacin existente entre ladeformacintotal y la longitud inicial del elemento, la cual permitir determinar ladeformacindel elemento sometido a esfuerzos detensino compresinaxial.Por lo tanto laecuacinque define la deformacin unitaria un material sometido a cargas axiales est dada por:

Definicion:Esla curva resultante del ensayo a traccin que representa los valores del esfuerzo y la correspondiente deformacin unitaria =(lfli)/li , producida en la probeta.

a) Lmite de proporcionalidad:Se observa que va desde el origen O hasta el punto llamado lmite de proporcionalidad, es un segmento de recta rectilneo, de donde se deduce la tan conocida relacin de proporcionalidad entre la tensin y la deformacin enunciada en el ao 1678 por Robert Hooke. Cabe resaltar que, ms all la deformacin deja de ser proporcional a la tensin.

b) Limite de elasticidad o limite elstico:Es la tensin ms all del cual el material no recupera totalmente su forma original al ser descargado, sino que queda con una deformacin residual llamada deformacin permanente. c) Punto de fluencia:Es aquel donde en el aparece un considerable alargamiento o fluencia del material sin el correspondiente aumento de carga que, incluso, puede disminuir mientras dura la fluencia. Sin embargo, el fenmeno de la fluencia es caracterstico del acero al carbono, mientras que hay otros tipos de aceros, aleaciones y otros metales y materiales diversos, en los que no manifiesta. d)Esfuerzo mximo:Es la mxima ordenada en la curva esfuerzo-deformacin. e)Esfuerzo de rotura:Verdadero esfuerzo generado en un material durante la rotura.

Resistencia mecnicaLa resistencia mecnica de un material es su capacidad de resistir fuerzas o esfuerzos. Los tres esfuerzos bsicos son: Esfuerzo de Tensin:Es aquel que tiende a estirar el miembro y romper el material. Donde las fuerzas que actan sobre el mismo tienen la misma direccin, magnitud y sentidos opuestos hacia fuera del material. Como se muestra en la siguiente figura. Y viene dado por la siguiente frmula:

Fig. 7 Esfuerzo de compresin:Es aquel que tiende aplastar el material del miembro de carga y acortar al miembro en s. Donde las fuerzas que actan sobre el mismo tienen la misma direccin, magnitud y sentidos opuestos hacia dentro del material. Como se muestra en la siguiente figura. Y viene dado por la siguiente frmula:

Esfuerzo cortante:Este tipo de esfuerzo busca cortar el elemento, esta fuerza acta de forma tangencial al rea de corte. Como se muestra en la siguiente figura. Y viene dado por la siguiente frmula:

Entre otra propiedades mecnicas tenenmos: ElasticidadEs la propiedad de un material que le permite regresar a su tamao y formas originales, al suprimir la carga a la que estaba sometido. Esta propiedad vara mucho en los diferentes materiales que existen. Para ciertos materiales existe un esfuerzo unitario ms all del cual, el material no recupera sus dimensiones originales al suprimir la carga. A este esfuerzo unitario se le conoce como Lmite Elstico. PlasticidadEsto todo lo contrario a la elasticidad. Un material completamente plstico es aquel que no regresa a sus dimensiones originales al suprimir la carga que ocasion la deformacin.

TenacidadEnciencia de materiales, latenacidades la energa total que absorbe un material antes de alcanzar la rotura en condiciones de impacto, por acumulacin dedislocaciones. Se debe principalmente al grado de cohesin entre molculas. En mineraloga latenacidades la resistencia que opone unmineralu otromateriala ser roto, molido, doblado, desgarrado o suprimido.

FragilidadEs la cualidad de los objetos y materiales de perder su estado original con facilidad. Aunque tcnicamente la fragilidadse define ms propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformacin. Por el contrario, los materialesdctileso tenaces se rompen tras sufrir acusadas deformaciones, generalmente de tipodeformaciones plsticas. La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energa, a diferencia de la rotura dctil.

MaleabilidadEs la propiedad de un material blando de adquirir unadeformacin acuosamediante unadescompresinsinromperse. A diferencia de laductilidad, que permite la obtencin de hilos, la maleabilidad favorece la obtencin de delgadas lminas de material..El elemento conocido ms maleable es el oro, que se puede malear hasta lminas de una diezmilsima de milmetro de espesor. Tambin presentan esta caracterstica otros metales como el platino, la plata, el cobre, el hierro y el aluminio.

DuctilidadCapacidad que presentan algunos materiales de deformarse sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material, bajo la accin de una fuerza.

RigidezLarigidezes la capacidad de un objeto material para soportaresfuerzossin adquirir grandesdeformacionesy/o desplazamientos. Loscoeficientes de rigidezson magnitudes fsicas que cuantifican la rigidez de un elemento resistente bajo diversas configuraciones de carga. Normalmente las rigideces se calculan como la razn entre una fuerza aplicada y el desplazamiento obtenido por la aplicacin de esa fuerza.

DurezaSe llama dureza al grado de resistencia al rayado que ofrece un material. La dureza es una condicin de la superficie del material y no representa ninguna propiedad fundamental de la materia. Se evala convencionalmente por dos procedimientos. El ms usado en metales es la resistencia a la penetracin de una herramienta de determinada geometra.El ensayo de dureza es simple, de alto rendimiento ya que no destruye la muestra y particularmente til para evaluar propiedades de los diferentes componentes microestructurales del material.Los mtodos existentes para la medicin de la dureza se distinguen bsicamente por la forma de la herramienta empleada (penetrador), por las condiciones de aplicacin de la carga y por la propia forma de calcular (definir) la dureza. La eleccin del mtodo para determinar la dureza depende de factores tales como tipo, dimensiones de la muestra y espesor de la misma. IsotropiaUn material es istropo cuando sus propiedades no dependen de la direccin segn la cual ellas son medidas. Es decir, cuando una propiedad tiene el mismo valor independiente de la direccin segn la cual se hace la medida. Los materiales amorfos (o no cristalinos) son estrictamente istropos. Ello se debe a que no presentan direcciones que difieran entre s en su tipo de orden atmico lineal, por no haber orden cristalino.

Bibliografa http://blog.utp.edu.co/metalografia/2012/07/31/2-propiedades-mecanicas-de-los-materiales/ http://mecatronica4b.blogspot.com/2011/11/diagrama-esfuerzo-deformacion-unitaria.html