CIENCIA E INGENIERIA DE LOS MATERIALES (ing. mecatrónica)

CIENCIA E INGENIERIA DE LOS MATERIALES (ing. mecatrónica)

Competencia 2

Descripción de la competencia: Reconocer y demostrar las propiedades físicas, Mecánicas,eléctricas, químicas, térmicas, magnéticas y reológicas de los materiales.

Ciencia e Ingeniería de los MaterialesCont. Competencia 2

PROPIEDADES MECÁNICASLos materiales tienen diferentes propiedadesmecánicas, las cuales están relacionadas con lasfuerzas exteriores que se ejercen sobre ellos. Laspropiedades mecánicas de los materiales son:Elasticidad, plasticidad, maleabilidad, ductilidad,dureza, tenacidad y fragilidad.

PRUEBA DE TENSIÓN

a) S= 𝝈 =𝑭

𝑨

Donde:𝜎 es el esfuerzo o resistencia a la tensión (Pa o Psi).F es la fuerza aplicada al material (N o Lb).A es el área inicial de la sección transversal de la pieza o probeta (m2 o plg2).

b) Deformación unitaria

e = ΔL/Lo

Donde:

ΔL es el incremento con respecto a la (Lf – Lo) en m o plg.

Lo es la longitud inicial del material o probeta.

c) Modulo de elasticidad o modulo de Young

E = S/e

Donde:

S = 𝜎 es el esfuerzo o resistencia a la tensión (Pa o Psi).

e = es la deformación unitaria y es adimensional.

d) Porcentaje de elongación.

% Elongación = ((Lf – Lo)/Lo) x 100

Lf es la longitud final después de la fractura (m o plg).

Lo es la longitud inicial del material antes de aplicar carga (m o plg).

e) Porcentaje de reducción de área.

% RA = ((Ao – Af)/Ao)x100 (m2 o plg2)

f) El esfuerzo ingenieril en la fractura.

S=σ = Ffractura/Ao (Pa o Psi)

g) El esfuerzo real en la fractura.

S=σ = Ffractura/Af (Pa o Psi)

h) Modulo de resilencia.

Er = (σ en la parte elástica x e en la parte elástica )/2 (Pa o Psi)

Solución

Para los incisos a, b se utiliza n los datos obtenidos aplicando las formulas 6-6 y 6-7, para cada una de las cargas e incrementos de longitudPara los demás incisos utilizar:c) Modulo de elasticidad E= delta esfuerzo/delta deformación en algún punto de la recta de elasticidadd) % elongación = ((Lf-Lo)/Lo) x 100e) % de Reducción de Área= ((Ao – Af)/Ao) x 100f) El esfuerzo ingenieril en la fractura = F fractura/Aog) Modulo de resilencia Er=bxh/2 = Área de triangulo rectángulo de los puntos máximos de la parte elástica que forman al triangulo rectángulo con respecto a los ejes x, y (esfuerzo y deformación).h) El esfuerzo real en la fractura = F fractura/Af Donde:Ao = Área inicial, Af= Área final, Lo=Longitud inicial, Lf= Longitud final

Problema 6-24 D. Askeland sexta edición

Solución:

F = 20, 000 Lb.

Razón de Poissonv = e Lateral / e Longitudinal (es adimensional)

Donde:

e Lateral. Es la deformación lateral debido a las cargas de tensión o compresión aplicadas a una probeta o espécimen. (es adimensional)

Ejemplo de e Lateral = ΔD/Do ΔD Es el incremento del diámetro

Do Es el diámetro inicial

e Longitudinal. Es la deformación longitudinal debido a las cargas de tensión o compresión aplicadas a una probeta o espécimen. (es adimensional)

e Longitudinal = ΔL/Lo ΔL Es el incremento de longitudinal

Lo Es la longitud inicial

FLEXIÓNEn ingeniería se denomina flexión al tipo de deformación que presenta unelemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su ejelongitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión esdominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que estándiseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, elconcepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficialescomo placas o láminas.

F >>>>>

F >>>>>

Flexión en materiales

Ejemplo 1

Realizar problema 6-40 del libro de D. Askeland sexta edición. Ciencia e Ingeniería de Materiales

Ejemplo 1Determinar el diámetro de impresión de un material

polimérico que tiene una dureza Brinell de 12 HB, quese le aplica una fuerza de 10 Kg y el diámetro delindentador (penetrador) es de 2.5 mm.

Sol. Aplicando

Ecuación 6-22

por lo tanto Di =

Referencias

1.- D. Askeland. Ciencia e ingeniería de los materiales. Sexta edición.

2.- Imágenes de internet. (imágenes de google)

GRACIAS POR SU ATENCIÓN