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• Williams Villegas Ruiz

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ESCUELA DE ING. CIVIL - UNT

II. MARCO TEORICO: La mayoría de los materiales están expuestos a deformaciones dependiendo de la fuerza que lo provoque pueden pasar de ser deformaciones elásticas a deformaciones plásticas. Esto nos permite conocer el tipo de material tratado y de sus propiedades. En las construcciones se interesan por conocer la calidad y propiedad del material por el cual se realizan ensayos de tracción los cuales mostraremos en el presente informe. DEFORMACION La deformación de los materiales es consecuencia de procesos mecánicos, a partir de fuerzas externas o internas que afectan a las características mecánicas de los elementos constructivos. En el caso de las deformaciones, son una primera reacción del elemento a una fuerza externa, al tratar de adaptarse a ella. ɛ=

𝐿𝑓 −𝐿𝑖 𝐿𝑖

Se tiene la siguiente clasificación para el comportamiento de la deformación de materiales: 

Comportamiento elástico, se da cuando un sólido se deforma adquiriendo mayor energía potencial elástica y, por tanto, aumentando su energía interna sin que se produzcan transformaciones termodinámicas irreversibles. La característica más importante del comportamiento elástico es que es reversible: si se suprimen las fuerzas que provocan la deformación el sólido vuelve al estado inicial de antes de aplicación de las cargas.



Comportamiento plástico: aquí existe irreversibilidad; aunque se retiren las fuerzas bajo las cuales se produjeron deformaciones elásticas, el sólido no vuelve exactamente al estado termodinámico y de deformación que tenía antes de la aplicación de las mismas



Comportamiento viscoso: que se produce cuando la velocidad de deformación entra en la ecuación constitutiva, típicamente para deformar con mayor velocidad de deformación es necesario aplicar más tensión que para obtener la misma deformación con menor velocidad de deformación pero aplicada más tiempo. Aquí se pueden distinguir los siguientes modelos:

RESISTENCIA DE LOS MATERIALES Se ocupa del estudio de los efectos causados por la acción de las cargas externas que actúan sobre un sistema deformable.

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ESCUELA DE ING. CIVIL - UNT Propiedades mecánicas de los materiales: cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo, se presentan fuerzas resistentes en las fibras del cuerpo que llamaremos fuerzas internas. Fuerza interna es la resistencia interior de un cuerpo a una fuerza externa. Cuando usamos el término esfuerza, queremos decir la magnitud de la fuerza por unidad de área.

TENSION DE ROTURA Se denomina tensión de rotura a la máxima tensión que un material puede soportar bajo tensión antes de que su sección transversal se contraiga de manera significativa. La tensión de rotura se obtiene por lo general realizando un ensayo de tracción y registrando la tensión en función de la deformación (o alargamiento); el punto más elevado de la curva tensión-deformación es la tensión de rotura. La tensión de rotura es definida como una tensión que se mide en unidades de fuerza por unidad de área. Para algunos materiales no homogéneos se la indica como una fuerza o una fuerza por unidad de espesor. En el sistema internacional, la unidad es el pascal (Pa) (o un múltiplo del mismo, a menudo el mega pascal (MPa), utilizando el prefijo Mega); o, equivalente al Pascal, Newton por metro cuadrado (N/m²). RESISTENCIA A LA TENSION 𝜎=

𝐹 𝐴

Dónde: F: fuerza A: área MODULO DE ELATICIDAD

FIGURA 01.Diagrama tensión - deformación. El módulo de Young viene representado por la tangente a la curva en cada punto. Para materiales como el acero resulta aproximadamente constante dentro del límite elástico. El módulo de Young o módulo de elasticidad longitudinal es un parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la que se aplica una fuerza

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ESCUELA DE ING. CIVIL - UNT Tanto el módulo de Young como el límite elástico son distintos para los diversos materiales. El módulo de elasticidad es una elástica que, al igual que el límite elástico, puede encontrarse empíricamente mediante ensayo de tracción del material. Además de este módulo de elasticidad longitudinal, puede definirse el módulo de elasticidad transversal de un material. Para un material elástico lineal el módulo de elasticidad longitudinal es una constante (para valores de tensión dentro del rango de reversibilidad completa de deformaciones). En este caso, su valor se define como el cociente entre la tensión y la deformación que aparecen en una barra recta estirada o comprimida fabricada con el material del que se quiere estimar el módulo de elasticidad: Dónde: 𝐸

𝜎 ∆𝜀

E: es el módulo de elasticidad (módulo de elasticidad longitudinal o módulo de Young). 𝝈 ∶ Es la tensión ejercida sobre el área de la sección transversal del elemento (tensión = fuerza/área). 𝜺 : es la deformación unitaria entendida como la relación entre el cambio de longitud con respecto a la longitud inicial. La ecuación anterior es válida si la tensión es uniforme en toda la sección, y se escoge el área adecuadamente, además de otras limitaciones; en los contextos en que tiene validez la fórmula anterior se expresar también como: 𝜎 = 𝐸. 𝜀 COEFICIENTE DE POISON Mide la deformación transversal (en relación a la dirección longitudinal de aplicación de la carga) de un material homogéneo e isotrópico. En particular, en el caso del coeficiente de Poisson, la relación estabelecida no es entre tensión y deformación, mas sí entre deformaciones ortogonales mediante la ecuación µ=-εx/εz=-εy/εz

µ= Coeficiente de Poisson (adimensional), εx= Deformación en la dirección x, que es transversal εy= Deformación en la dirección y, que es transversal

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ESCUELA DE ING. CIVIL - UNT εz= Deformación en la dirección z, que es la longitudinal εy, εy e εz son también grandezas adimensionales, ya que son deformaciones.

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