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INTRODUCCIÓN AL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MATERIALES

INTRODUCCIÓN AL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MATERIALES. Propiedades. Resistencia y Plasticidad.  (tensión). Tensión  (MPa). Material. Tenacidad (una forma de entenderla). deformación.  (tensión). Deformación e (%). Propiedades Mecánicas. Diagrama tensión vs. deformación.

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INTRODUCCIÓN AL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MATERIALES

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Presentation Transcript

  1. INTRODUCCIÓN AL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MATERIALES

  2. Propiedades

  3. Resistencia y Plasticidad  (tensión) Tensión  (MPa) Material Tenacidad (una forma de entenderla) deformación  (tensión) Deformación e (%) Propiedades Mecánicas Diagrama tensión vs. deformación

  4. Deformación Elástica Deformación Plástica Propiedades Mecánicas Resistencia y Plasticidad Diagrama tensión vs. deformación Tensión  (MPa)

  5. Ensayo de Tracción Uniaxial Objetivo: Determinar propiedades mecánicas estáticas de materiales solicitados en tracción.

  6. Ensayo de tracción

  7. Máquina Universal de Ensayos

  8. Límite de Fluencia

  9. Límite de Fluencia sy (MPa) Resistencia a la tracciónsET(MPa) Módulo de elasticidad E(GPa) Deformación ingenieril a rotura er (%) Reducción de área a rotura Ar (%) Valores a Reportar

  10. Efecto de la Temperatura

  11. Tipos de Fractura Fractura dúctil: copa y cono Fractura frágil

  12. Fractura Copa y Cono

  13. Fractura Dúctil

  14. Comportamiento Mecánico- Cerámicos

  15. Módulo de Rotura - Cerámicos

  16. Comportamiento Mecánico- Polímeros

  17. Dureza

  18. Dureza Ensayo No destructivo Se evalúa la resistencia de un material a ser indentado por otro. • Se aplica una carga a un penetrador sobre el material que se quiere caracterizar y se mide el tamaño de la huella. Máquina se llama durómetro Los indentadores pueden ser Esferas Pirámides Conos • Se puede estimar la resistencia a la tracción.

  19. Algunas de las escalas más empleadas son: • HBN (Hardness Brinell Number) • HRA, HRB, HRC, .. (Hardness Rockwell series A, B, C, ...) • HVN (Hardness Vickers Number) • HK (Hardness Knoop)

  20. Ensayo BRINELL Indentador:Esfera de 10mm de acero con carburo de tungsteno.Carga: 3000kg HBN = Donde: P: carga D: diámetro de las esfera d: diámetro de la impronta

  21. Ensayo ROCKWELL A, C, D (HRA, HRC, HRD) Indentador: Cono de diamante. Cargas: PA = 60 Kg PC = 150 KgPB = 100 Kg Formula: HRA, HRC, HRD = 100 - 500t

  22. HVN= 1,854 Ensayo VICKERS Indentador: Pirámide de diamante

  23. Durómetros

  24. INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE LA FRACTURA Objetivo: Estudiar el comportamiento de los materiales cuando se encuentra sometido a un estado de tensiones en presencia de defectos

  25. Un caso clásico de fractura rápida (frágil). Tanker T-2 USS Schenectady, con la nave en puerto, amarrada y descargada.

  26. Triaxialidad- Concentración de tensiones

  27. Las discontinuidades (defectos) planares se caracterizan por ser eficaces concentradores de tensión. La concentración de líneas de fuerza en los extremos del defecto de la figura ilustra este concepto Concentración de Tensiones

  28. Factor de concentración de tensiones Kt=smax/s n = 1 + 2 (a/r)1/2

  29. El enlace AB puede estirarse más que el CD sólo si existe un estiramiento (y por lo tanto una tensión de tracción), según los enlaces AC y BD. La existencia de la fisura crea no sólo una elevada tensión en la dirección y, sino también una tensión de tracción en la dirección de x. Un razonamiento análogo nos conduce a la existencia de una tensión de tracción en la dirección del espesor. Existe entonces un estado de triaxialidad de tensiones en el vértice de una fisura o entalla severa.

  30. Ensayo de Impacto • -Alta velocidad de deformación • Estado triaxial de tensiones • Efecto de la temperatura

  31. CURVAS TIPICAS DE TRANSICION DUCTIL-FRAGIL INFLUENCIA DE LA VELOCIDAD DE APLICACIÓN DE LA CARGA

  32. ENERGIAS ABSORBIDAS PARA DISTINTOS MATERIALES EN FUNCION DE LA TEMPERATURA

  33. EXPANSION LATERAL EN PROBETAS CHARPY

  34. PORCENTAJE DE CRISTALINIDAD EN PROBETAS CHARPY

  35. La fractura dúctil se produce por rotura plástica de los ligamentos entre partículas

  36. La fractura frágil se produce por separación de planos atómicos bajo tensiones normales

  37. Criterio de Griffith (1921) • Condiciones • Placa Infinita • Espesor unitario • Fisura elíptica • Material elástico Lineal • Longitud fisura 2a • Control de desplazamiento

  38. Mecánica de Fractura Lineal Elástica

  39. ENSAYO DE PROBETAS DE FLEXION EN TRES PUNTOS (SENB) Y DE PROBETA COMPACTA (CT) INSTRUMENTADAS CON CLIP GAUGES

  40. Fractotenacidad

  41. Introducción a la Fatiga Objetivo: Estudio de la nucleación y crecimiento estable de fisuras con cargas cíclicas

  42. Superficie de fractura

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