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Propiedades mecanicas
 

Propiedades mecanicas

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    Propiedades mecanicas Propiedades mecanicas Presentation Transcript

    • COMPUTACION APLICADAPROPIEDADES MECÁNICAS INTEGRANTES: FERNANDA JAQUE VANESSA LOPEZ DECIMO“A”
    • ENSAYO DE MATERIALES Testing MaterialsDeterminación de larespuesta del material a laaplicación de una fuerza Esfuerzopromedio=carga/área deesfuerzo Resistencia a la tensión =Tendencia a estirar unmiembro esfuerzo de compresión =Tendencia a comprimir(aplastar) un cuerpo-miembro
    •  esfuerzo cortante =Tendencia a dividir unmiembro Esfuerzo torsional =Tendencia a girar unmiembro Esfuerzo Flexionante =Tendencia a flejar-curvarun miembro Deformación: Cambio enDimensiones (largo) Tensión=deformación/Larg
    • MÁQUINA UNIVERSAL DEENSAYO UTM Universal testingmachineEs usada para medirla respuesta delmaterial a las tresprincipales formasde esfuerzo
    • DIAGRAMA ESFUERZODEFORMACIÓN Stress/StrainDiagram Elasticidad.-habilidad delmaterial para volvera su forma originalcuando esdescargado Plasticidad.-habilidad delmaterial parapermanecer
    • PROPIEDADES MECANICAS Mechanical properties Propiedades derivadas del diagramaDiagrama esfuerzo Deformación Resistencia al Impacto Dureza Fatiga Creep Esfuerzo a la rotura
    • PROPIEDADES DERIVADASDEL DIAGRAMA ESFUERZODEFORMACION Properties derived from stress/straindiagram Tracción/rotura Rigidez Ductilidad Módulo de Resiliencia Módulo de Tenacidad
    • RESISTENCIA A LA ROTURA Ultimate strengthEs la máxima resistencia del material a loscambios de forma y es igual a cargamáxima/Area de esuerzo
    • LIMITE ELASTICO Yield StrengthEl límite elástico es el esfuerzocorrespondiente al punto inicial dedeformación plástica.
    • RIGIDEZ StiffnessEs la resistenciadel material a ladeformaciónelástica y esdeterminada por elmódulo deelasticidad E omódulo de Young
    • DUCTILIDAD DuctilityEs la medida para la propiedad plástica de un material yse calcula por las siguientes formulas % ductilidad = punto de ruptura en el eje deformación *100 % elongación = cambio de longitud/longitud original % reducción de área = Cambio área/área original
    • MODULO DE RESILIENCIA Modulus ofResilienceEs la máximacantidad deenergía elásticapor unidad devolumen que unmaterial puedeabsorber
    • TENACIDAD ToughnessEs la máximacantidad deenergía plásticapor unidad devolumen que unmaterial puedeabsorberCantidad total de energíaque absorbe un cuerpoque se deforma hasta sufractura
    • • Una carga por impactose define como elefecto dinámico queactúa sobre unaestructura, móvil oestática, tiene unacarga aplicada decorta duración debidoa su movimiento.Ensayos de carga deimpactoThe impact tester• Para medir laenergía requerida(ft.lb) parafracturar lamuestraTipo péndulo• La muestraCharpy (viga Ihorizontal)• La muestra Izod(viga en voladizovertical)Utiliza cualquierade los dos probetasentalladas estándar
    • Ensayos CharpyEnsayo dinámicoConsiste en la rotura de una probetaentallada colocada entre dos apoyosmediante un solo golpeSólo pueden compararse losresultados obtenidos con probetas deidentica forma y de iguales medidas.
    • Ensayos IzodEnsayo destructivo dinámico deresistencia al choqueConsiste en romper una probeta desección cuadrangular de 10x10 mma través de tres entalladuras quetiene situadas en distintas carasEl procedimiento se repite paracada entalladura.
    • • Temperatura a la cual elmaterial dúctil se vuelvequebradizo• Bajo esta temperatura, latenacidad disminuyeTemperatura de transicióno temperatura deductilidad nula. (NDT)• La temperatura detransición, de los materialesseleccionados debe serinferior a la temperatura deaplicación.En la selección de materiales parauna aplicación de bajatemperatura, para evitar la caídade la tenacidad
    • Estudio de caso de laselección de materialDos materiales son válidos de lasiguiente manera:• a. Acero bajo en carbono• b. Aluminio de la misma resistencia ala fluencia como el acero,Seleccionar un tipo dematerial para un cochechocado para las siguientesaplicaciones:I) Coche chocadopermanecerá intactodespués de un impacto debaja velocidadII) Una mejor protección dela tripulación en caso decolisión de alta velocidadAPLICACION I APLICACION II1 Absorción de la Energía Elástica Absorción del la Energía Plástica2 Modulo de Resiliencia Módulo de Dureza3Seleccion de una w superior al Módulo deResilienciaSelección de una w superior al Módulo deDureza4 Selecciónuna w menor al E Selección una w mayor al % de el5 Selección Aluminio (ESt = 3EAl) Selección del acero (St%el = 3Al%el)
    • DurezaHardnessResistencia de la superficie dematerial contra las abolladuras ylos rayaduras.La dureza de la superficie sirvecomo un factor en la selecciónde un material para aplicacionesde contacto deslizante, talescomo engranajes, frenos yembragues, rodamientos debolas / rodillos, etc.Esta propiedad es especifica enlos forjados de ingeniería parala fabricación o fines detratamiento térmico.Las aleaciones metálicas tienenbuena dureza, aleaciones defundición y cerámica sonmateriales muy duros.
    • DurezaHardnessEl tipo más común de medición (destructiva)se basa en la calibración ya sea la• profundidad (rockwell, rockwell superficial)• o el diámetro (Brinell, Vickers, KnoopOtras medidas (no destructiva) sondependientes de la frecuencianatural (sonodur), la altura de lapropiedad de rebote (orilla) de losmateriales.Número de especificación de ladureza:XXX H X Xhardness # code method rockwell scaleDureza Código Método Escala
    • Penetrador Carga AplicaciónDiamante 1 -2000 g Microdureza de los aceros suaves a la cerámicaEsfera 500 & 3000 g Aceros y metales blandos hasta 40 HRCEsfera 100 kg Aceros suaves y metales no ferrososEsfera 15, 30 & 45 kg Metales blandos finosDiamante 15, 30 & 45 kg Metales finos durosDiamante 50 kg Carburos cementadosEsfera 10 kg PolímerosAguja Resorte ElastómerosDiamante 150 kg Metales endurecidos (espesor)
    • Ejemplos1 50-60 HRC Significa: un valor de dureza de 50 a 60 utilizando la escala Rocwell C.2 85 HR15T maxSignifica: un valor de dureza máxima de 85 utilizando la escalaRockwell Superficial 15T.3 185-240 1 kgf HVSignifica: un valor de dureza de 185 a 240 con el probador de durezaVickers y una carga de prueba de 1 kilogramo-fuerza.4 500 200gF HK minSignifica: un valor de dureza mínimo de 500 utilizando el medidor dedureza Knoop y una carga de prueba de 200 gramos-fuerza.Especificación de números de dureza para metales
    • FatigaFatigueSe define que un material trabaja afatiga cuando soporta cargas quevarían cíclicamente con el tiempo.Fallo por fatiga se producen después de unaserie de ciclos (vida) de los esfuerzos.La resistencia a la fatiga es unfactor importante en el proceso deselección de materiales paraaplicaciones de carga cíclicos.
    • • Un punto en la superficie pasa através de una inversión de esfuerzocompleta desde la tensión a lacompresión con cada rotación.Un eje de rotación bajo unacarga transversal se utilizapara determinar la capacidadde un material para resistiresfuerzos cíclicos.• S y N son compilados paradiferentes condiciones decarga, y se utilizan para laconstrucción del diagrama defatiga S-N.La resistencia (S) y el número deciclos (N) en las que elcomponente de la falla seregistran.
    • El límite de resistencia es una fuerzaa la fatiga bajo el cual elcomponente tiene vida indefinida,como se muestra en la figura.Resistencia a la fatiga de los metalesde ingeniería son aproximadamente el50% de su resistencia a la tracción, lacerámica no se utilizan en la cargacíclica.Los materialespoliméricos ycompuestos están muysometidos a la fatiga.
    • • Es un proceso lento de ladeformación plástica quetiene lugar cuando unmaterial se somete a unacondición constante decarga (esfuerzo) pordebajo de su límiteelástico para un ciertoperíodo de tiempo.Flujo plásticoCreep• Fluencia puede ser unfactor de selecciónimportante en metales debaja temperatura defusión y polímeros.La mayoría de los metalessolamente fluyen cuandoestán sometidos a esfuerzo auna temperatura elevada (0,5de su temperatura de fusiónabsoluta).• La deformación unitariase mide dentro delperíodo de tiempo.El ensayo de fluencia selleva a cabo simplementesometiendo un tipo demuestra a un esfuerzoconstante mientras seencuentra en una cámaraclimatizada.
    • • decreciente, en estadoestacionario, y el aumento delos valores, como se muestraen la figura.La fluencia ocurre en 3etapas;• Dos valores defluencia más comunesusados son 1% el/10,000hr, y el 1% el/100,000hr.Resistencia a la fluencia es elesfuerzo requerido paracausar valores promediosespecíficos de fluencia a unatemperatura dada.
    • Rotura por EsfuerzoStress Rupture• Similar al ensayo de fluencia• Determina el esfuerzo a la queuna parte fallará bajo una cargaconstante a temperatura elevadaSin embargo, es diferente en dosformas• 1) las variables controladas sonel esfuerzo y la temperatura,• 2) la variable medida es eltiempo requerido para la falla.Esta prueba tiene laventaja de necesitarmenos tiempo pararealizar la prueba.Ensayo de rotura poresfuerzo es importantepara metales o cerámicasdestinadas a un servicio dealta temperatura.• Esta prueba no se realizanormalmente enpolímeros.
    • • Concentración deEsfuerzosANÁLISIS DEFALLAS• El esfuerzo inducido enel área de la muesca seampliará por un factor deconcentración deesfuerzos:Si un elemento con cargacontiene una ranura,agujero, cualquierirregularidad en lageometría,• Kf es el factor deconcentración deesfuerzos, y aparece entablas para diferentesirregularidades en lageometría bajo diferentescondiciones de carga (esdecir, la tensión, flexión,torsión)• S es el esfuerzo en elmiembro sin irregularidaden la geometría (es decir,= Carga / área)• Smax es el esfuerzo localen la región de unaconcentración deesfuerzosDonde