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• Alfredo Beitia Villamil

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Universidad Tecnologica de Panamá

Facultad de Ingeniería Mecánica Facultad de Ingeniería Industrial Elasticidad, Plasticidad y Termofluencia

instructora: Marlen Veleiro

Nombre: Isaac De Gracia Ced: 3 - 735 – 1744 Alfredo Beitia Ced: 8- 916- 1522

Grupo: 1 MI 121 Fecha: 11 de Septiembre de 2018

Introducción Los fundamentos básicos de la Mecánica de Materiales requieren considerar una descripción matemática de la tensión y la deformación, así como de la velocidad de deformación, que experimenta el medio y establecer una serie de condiciones que deben cumplir. Los materiales, especialmente en estado sólido, se comportan de maneras muy complejas si consideramos todo el rango posible de temperaturas y deformaciones que durante esta investigación intentaremos dar una idea de 3 estados en la que los materiales presentan durante una deformación que son: La elasticidad, La plasticidad y la termofluencia.

Elasticidad El término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan. La elasticidad es parte de la mecánica de sólidos deformables. La mecánica de sólidos deformables describe cómo un sólido (o fluido totalmente confinado) se mueve y deforma como respuesta a fuerzas exteriores. En ingeniería mecánica es frecuente plantear problemas elásticos para decidir la adecuación de un diseño. En ciertas situaciones de interés práctico no es necesario resolver el problema elástico completo sino que basta con plantear un modelo simplificado y aplicar los métodos de la resistencia de materiales para calcular aproximadamente tensiones y desplazamientos.



Propiedades La propiedad elástica de los materiales está relacionada, como se ha mencionado, con la capacidad de un sólido de sufrir transformaciones termodinámicas reversibles e independencia de la velocidad de deformación. Cuando sobre un sólido deformable actúan fuerzas exteriores y éste se deforma se produce un trabajo de estas fuerzas que se almacena en el cuerpo en forma de energía potencial elástica y por tanto se producirá un aumento de la energía interna. El sólido se comportará elásticamente si este incremento de energía puede realizarse de forma reversible, en este caso se dice que el sólido es elástico. Una de las propiedades de la elasticidad es que se necesita dos veces la fuerza, para estirarlo dos veces la longitud. A esa dependencia lineal del desplazamiento sobre la fuerza de elasticidad, se le llama ley de Hooke



Plasticidad La plasticidad es un comportamiento mecánico característico de ciertos materiales anelásticos consistente en la capacidad de deformarse permanente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico. En los metales, la plasticidad se explica desplazamientos irreversibles de dislocaciones.



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Modelos de plasticidad En general un modelo de plasticidad requiere definir varios elementos: •

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En primer lugar, en el espacio de tensiones principales se requiere definir la llamada región de tensiones admisibles, que será un conjunto cerrado (y posiblemente compacto) de dicho espacio de tensiones. La frontera de dicho conjunto usualmente se denomina superficie de fluencia. Para puntos del sólido cuyas tensiones principales estén contenidas en el interior de la región de tensiones admisibles el comportamiento es elástico. Sin embargo, para puntos de la superficie de fluencia es necesario definir una "regla de flujo" que explicita cómo aumentarán la deformación plástica en función de la tasa de aumento de la tensión y otros parámetros internos si se aumenta la solicitación sobre un material que ha alcanzado su límite de fluencia. Los modelos de plasticidad imperfecta requerirán la definición de un conjunto de variables internas que den cuenta del endurecimiento y del desplazamiento de la región de tensiones admisibles a lo largo del tiempo en función de las tasas de aumento de las otras variables.

Termofluencia La termofluencia es la deformación de tipo plástico que puede sufrir un material cuando se somete a una temperatura elevada, durante largos periodos, aun cuando la tensión o esfuerzo aplicado sea menor que su coeficiente de resistencia a la fluencia. La termofluencia es causada por el movimiento de las dislocaciones, las cuales ascienden en la estructura cristalina a causa de la difusión. La dislocación no se mueve sobre un plano de deslizamiento como sería el caso de la deformación plástica causadas por una fuerza mayor, sino que se mueve perpendicular a su plano de deslizamiento. Al hablar de los tipos de fracturas que sufren los materiales debido a la influencia de la temperatura, la tensión de fluencia (movimiento de dislocaciones) disminuye al aumentar la temperatura, es decir que cuando se realiza el ensayo de tensión - deformación a temperatura ambiente, se observa que el comportamiento elástico de la deformación se puede definir mediante la ley de Hooke y no cambia con la temperatura. Si este ensayo se realiza a temperatura elevada se observa que la deformación aumenta de forma gradual con el tiempo. Inicialmente se presenta una deformación elástica instantánea y luego una deformación plástica. La fluencia se puede definir como la deformación plástica que tiene lugar a temperatura elevada bajo una carga constante y durante un periodo largo de tiempo.