Cómo reaccionan los materiales ante las solicitudes mecánicas?

Print Friendly, PDF & Email
Los materiales reaccionan siempre ante las solicitaciones mecánicas deformándose.
Tipos de deformación:
  • – Deformación elástica: si después de que cesa una fuerza que actúa sobre un determinado material, éste recupera la posición inicial o primitiva. Es reversible.
  • – Deformación plástica: no recupera su posición, dejando variar su forma. Deformación plástica: no reversible. Un material cuanto más elástico—–más rígido—-más frágil
  • – Maleabilidad: actitud de un material para experimentar grandes deformaciones plásticas, bajo esfuerzos mecánicos de compresión.
  • – Ductilidad: actitud de un material para experimentar grandes deformaciones plásticas, bajo esfuerzos mecánicos de tracción.
  • – Fluencia: representa la deformación con el tiempo, bajo una carga constante. Un material que halla sufrido fluencia tiene unas resistencias mecánicas menores que ese mismo material sin haberla sufrido, por ello se dice que la fluencia produce cansancio mecánico.
  • – Fatiga: resistencia de un material sometido a esfuerzos repetidos. Hace que el material no tenga deformaciones elásticas siendo todas plásticas. Se produce por histéresis, o lo que es lo mismo, esfuerzos debidos a ciclos sucesivos de carga y descarga.
  • – Deformación anaelástica: es una deformación elástica en la que interviene el tiempo de forma que el material no se deforma inmediatamente o tarda un tiempo en recuperarse. Es una deformación elástica y por lo tanto reversible. En los metales esta deformación es tan pequeña en relación a la elástica y a la plástica que se puede despreciar. En otros sólidos hay que tenerla en cuenta.
  • – Deformación viscosa: el material es incapaz de soportar las solicitaciones mecánicas a las que se le somete y fluye como si fuese un líquido viscoso. Es función de la tensión y del tiempo de aplicación. Es irreversible.
  • – Fragilidad: supone el comportamiento de algunos materiales que incapaces de deformarse ante una solicitación mecánica, reaccionan ante ellas rompiéndose. Esto en realidad solo sucede en la teoría, pues en la práctica siempre existen deformaciones por pequeñas que sean.
  • – Rotura o fractura: cuando un material no puede soportar las tensiones a las que se ve sometido, el material se rompe. La tensión mínima a la que esto sucede se denomina tensión de rotura y depende de su módulo elástico o módulo de Young. Se han realizado estudios para encontrar la relación entre la tensión de rotura de un material y su módulo elástico. Dichos estudios han demostrado que un material ideal (sin defectos) rompe entre 1/5 y 1/30 de su módulo de Young, mientras que un material real rompe entre 1/1000 y 1/4000 de su módulo.
  • Mecánicamente existen dos tipos de rotura la frágil (es la que ocurre inmediatamente para un esfuerzo inferior al correspondiente a la fractura ideal y está precedida de muy poca deformación plástica. La apariencia superficial es generalmente granular) y la tenaz (es la que se produce después de una amplia deformación plástica. La apariencia superficial es opaca y fibrosa y la manera de romperse es habitualmente en forma de “copa y cono”)
  • – Resistencia mecánica: la resistencia mecánica de un material es la propiedad de ese material para oponerse a ser destruido por solicitaciones mecánicas exteriores. Depende fundamentalmente de: – Las fuerzas de cohesión que unen los átomos del material, de forma que a mayor cohesión mayor resistencia mecánica.
  • – Su morfología, de forma que igualdad de masa, la resistencia mecánica es mayor cuanto más relacionada esté esa masa con el centro de gravedad del material.
  • – La estructura del material, cuanto más uniforme es, más resistente es el material mecánicamente.
  • – El tamaño del grano de forma que más pequeño, más resistente el material.
  • – La porosidad del material, cuanto más poroso menos resistente
  • – El contenido de humedad, cuanta más humedad menos resistente
  • – La temperatura, de forma que por debajo de los 0º C generalmente aumenta su resistencia y por encima de los 50º C, disminuye.
  • – Su módulo de Young, que sin estar directamente relacionado con la resistencia mecánica y sí con su rigidez, cuando se eleva la temperatura y el módulo elástico desciende, da una mayor facilidad de rotura. Si el módulo de Young disminuye la resistencia mecánica también.

 

luissantalla

Luis M Santalla Blanco . Director de teoriadeconstruccion.net, autor en blogs como arquitecturadegalicia.eu y 9diseno. Miembro del estudio Flu-or y anteriormente del estudio MMASA   ver más sobre el autor