TEORIAS DE FALLAUnidad 1. Teoras de falla, concentracin de esfuerzos y fatiga.FALLAPrdida de funcin de un elemento, tanto por deformacin como por separacin de sus partes.Los mecanismos de falla dependen de la estructura microscpica del material y de la forma de sus enlaces atmicos.

TEORAS DE FALLASe dividen en 2 grupos:

PROBETAS DE PRUEBA A TENSIN

FALLA DE MATERIALES DCTILESSe considera dctil a un material que en el ensayo de tensin haya tenido ms del 5% de deformacin antes de la fractura. En los materiales dctiles se considera que la falla se presenta cuando el material empieza a fluir (falla por deformacin).

TEORA DEL ESFUERZO CORTANTE MXIMOConocida como teora de Tresca.La falla se producir cuando el esfuerzo cortante mximo absoluto en la pieza sea igual o mayor al esfuerzo cortante mximo absoluto de una probeta sometida a un ensayo de tensin en el momento que se produce la fluencia.

Crculo de MohrElementoEnsayo de tensin al momento de la fluencia

Representacin grfica de la teora de Tresca

TEORA DE LA ENERGA DE DISTORSINConocida como teora de Von Misses.La falla se producir cuando la energa de distorsin por unidad de volumen debida a los esfuerzos mximos absolutos en el punto crtico sea igual o mayor a la energa de distorsin por unidad de volumen de una probeta en el ensayo de tensin en el momento de producirse la fluencia.

Esta teora dice que la distorsin de un elemento es debida a los esfuerzos principales restndoles los esfuerzos hidrostticos.

La energa de distorsin es la diferencia de la energa total de deformacin por unidad de volumen y la energa de deformacin por unidad de volumen debida a los esfuerzos hidrostticos.

Como el material se encuentra en el rango elstico, la energa total de deformacin por unidad de volumen para el elemento es:

Las deformaciones son:

Reemplazando las deformaciones en la frmula de la energa total resulta:

La energa de deformacin debida a los esfuerzos hidrostticos es:

Quedando la energa de distorsin como:

En el ensayo de tensin al producirse la fluencia, 2 = 3 = 0, 1 = Sy, entonces la energa de distorsin en la probeta es:

Igualando las ecuaciones de energas:

Se define el esfuerzo de Von Misses como:

Entonces, la falla se da cuando:

En el caso bidimensional, 2 = 0 y el esfuerzo de Von Misses es:

Representacin grfica de la teora de la energa de distorsin.