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• Cesar Garcia

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AMORFO Un sólido amorfo consiste en partículas acomodadas en forma irregular y por ello no tienen el orden que se encuentra en los cristales. Ejemplos de sólidos amorfos son el vidrio y muchos plásticos. Los sólidos amorfos difieren de los cristalinos por la manera en que se funden. Si controlamos la temperatura de un sólido cristalino cuando se funde, encontraremos que permanece constante. Los sólidos amorfos no tienen temperatura de fusión bien definida; se suavizan y funden en un rango de temperatura y no tienen “punto de fusión” característico. Los sólidos amorfos, al igual que los líquidos y gases, son isotrópicos, es decir sus propiedades son iguales en todas las direcciones. Esto se debe a la falta de regularidad en el ordenamiento de las partículas en los sólidos amorfos, lo cual determina que todas las direcciones sean equivalentes.

Modelo microcristalino: Los materiales amorfos están constituidos por un elevado número de agregados cristalinos, cada uno de ellos constituido por alrededor de 100 átomos. Estos agregados cristalinos están dispersos en el sólido y se enlazan entre sí mediante una “red” cuya naturaleza hay que especificar. La limitación en el número de átomos en el agregado proviene del hecho de que no se pueden conseguir agregados compactos de mayor tamaño con energía suficientemente pequeña como para estabilizar la estructura.

Polimero de cadena Pero normalmente nos gusta ser más precisos. En su mayor parte, cuando hablamos de polímeros nos estamos refiriendo a moléculas con pesos moleculares de cientos de miles, o aún millones. También estamos hablando generalmente, de polímeros lineales. Un polímero lineal es una molécula polimérica en la cual los átomos se arreglan más o menos en una larga cadena. Esta cadena se denomina cadena principal. Por lo general, algunos de estos átomos de la cadena están enlazados a su vez, a pequeñas cadenas de átomos. Estas cadenas pequeñas se denominan grupos pendientes. Las cadenas de grupos pendientes son mucho más pequeñas que la cadena principal. Normalmente tienen unos pocos átomos de longitud, pero la cadena principal posee generalmente cientos de miles de átomos. También por lo general, cuando hablamos de polímeros, no sólo nos referimos a moléculas inmensas cuyos átomos están dispuestos en cadenas. Nos gusta pensar que los átomos que constituyen la cadena principal están arreglados según un ordenamiento regular y ese ordenamiento se repite indefinidamente a lo largo de toda la cadena polimérica. Por ejemplo, en el polipropileno, la cadena principal está constituida por sólo dos átomos de carbono que se repiten una y otra vez. Uno de los átomos de carbono está unido a dos átomos de hidrógeno, y el otro está unido a un átomo de hidrógeno y a un grupo metilo pendiente.

Esta unidad constituida por un átomo de carbono con dos de hidrógeno, seguida por un átomo de carbono con uno de hidrógeno y un grupo metilo, se repite una y otra vez a lo largo de la cadena principal. Esta pequeña estructura que se reitera se llama estructura repetitiva o unidad repetitiva.

Parcialmente cristalino Otra consecuencia importante del enredo molecular presente en los termoplásticos es su naturaleza amorfa, es decir, no cristalina: la disposición espacial de las cadenas, desordenada al azar, hace difícil la consecución del orden que exige la cristalinidad. Debido principalmente a las fuerzas intermoleculares, en algunos materiales termoplásticos este ordenamiento puede producirse, lo que confiere cierto grado de cristalinidad a la región donde se da. No obstante, debe tenerse en cuenta que debido a la debilidad de estas fuerzas y la dificultad de mover las largas cadenas, enredadas además, el mecanismo de ordenamiento es siempre poco eficiente. Los materiales que poseen esta cristalinidad parcial se denominan semicristalinos (o parcialmente cristalinos). Imagen donde se muestra la celdilla unidad de polietileno.

Aparatos y maquinas Tensión Concepto de tensión Hablan de tensión mecánica para referirse a la fuerza por unidad de área en el entorno de un punto material sobre la superficie de un cuerpo. La tensión mecánica puede expresarse en unidades de fuerza divididas por unidades de área. Prueba de tensión Se denomina prueba de tensión al ensayo que permite conocer las características de un material cuando se somete a esfuerzos de tracción. El objetivo es determinar la resistencia a la rotura y las principales propiedades mecánicas del material que es posible apreciar en el diagrama cargadeformación:

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Límite elástico

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Punto de fluencia

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Límite de fluencia

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Resistencia a la fatiga

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Punto de fractura

Los datos obtenidos en el ensayo deben ser suficientes para determinar esas propiedades, y otras que se pueden determinar con base en ellas. Por ejemplo, la ductilidad se puede obtener a partir del alargamiento y de la reducción de área.

Compresión Concepto de compresión Consiste en someter a un cuerpo a la acción de dos fuerzas opuestas para que disminuya su volumen. Se conoce como esfuerzo de compresión al resultado de estas tensiones. Prueba de compresión Los ensayos practicados para medir el esfuerzo de compresión son contrarios a los aplicados al de tracción, con respecto al sentido de la fuerza aplicada. Tiene varias limitaciones: Dificultad de aplicar una carga concéntrica o axial, sin que aparezca pandeo. Una probeta de sección circular es preferible a otras formas. El ensayo se realiza en materiales: Duros. Semiduros. Blandos.

Corte Concepto de corte

Un corte es un recurso para separar de forma imaginaria un detalle de una pieza de manera que podamos ver el interior de la misma. Para hacer el corte se utiliza un plano imaginario que divide la pieza en dos partes, una, la que está delante del plano de corte y otra la que está detrás, la parte de atrás es la que se representa en el corte, perpendicular a dicho plano. Prueba de corte En el ensayo de corte directo ocasionalmente llamado ensayo d corte transversal usualmente se procede a sujetar flexionantes se minimicen a través del plano a lo largo del cual indicación de la resistencia al esfuerzo que puede esperarse en remaches, pernos de palanca, bloques, bloques de madera, etc., Sin embargo, debido a la flexión o la fricción entre las partes de la herramienta o a ambas, da una aproximación de los valores correctos de la resistencia al corte. Los resultados de esa prueba dependen en un grado considerable de la dureza y el fijo de los bordes de las placas endurecidas que descasan sobre la probeta.

Flexión Concepto de flexión Se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. Prueba de flexión El ensayo de flexión se usa para determinar las propiedades de los materiales frágiles en tensión. Se pueden observar un módulo de elasticidad y una resistencia a la flexión (Similar a la resistencia a la tensión). El ensayo de flexión se basa en la aplicación de una fuerza al centro de una barra soportada en cada extremo, para determinar la resistencia del material hacia una carga estática o aplicada lentamente. Normalmente se usa para materiales frágiles Modulo de elasticidad: Modulo de Young o la pendiente de la parte lineal de la curva esfuerzodeformación en la región elástica. Es una medida de la rigidez de un material; depende de la fuerza de los enlaces interatómicos y de la composición, y no depende mucho de la microestructura. Resistencia a la flexión: Esfuerzo necesario para romper un espécimen en un ensayo de flexión.

Dureza Concepto de dureza La dureza es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, entre otras. Prueba de dureza

Ensayo Brinell. En el ensayo de dureza Brinell el penetrador es una bola de acero extraduro de diámetro D, que se apoya sobre la probeta a estudiar; ejerciendo sobre la misma una fuerza P durante un tiempo t dado, aparece una huella de diámetro d sobre el metal 1.5.2.2 Ensayo Vickers El ensayo de dureza Vickers es, como el Brinell, un ensayo cuyo objetivo es la determinación de la superficie lateral, S, de la huella. El penetrador es una pirámide de diamante de base cuadrada, cuyo ángulo en el vértice es de 136° La selección de la carga se realiza en función inversa a su dureza. La norma UNE 7?054?73 establece los distintos aspectos de este ensayo. Como en el ensayo Brinell, la aplicación de la carga se realiza con una velocidad mínima, vm, y se requiere un tiempo mínimo de permanencia, t, entre 15 y 20 segundos generalmente. La denominación de la dureza obtenida se realiza citando las siglas HV seguido de la carga utilizada, P, y del tiempo de permanencia, t, separado por barras 1.5.2.3 Ensayo Rockwell 

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Blandos. Se utiliza como penetrador una bola de acero templado, similar al del ensayo Brinell, con diámetros de bola y cargas normalizados para cada tipo de ensayos Duros. Se utiliza como penetrador un cono de diamante de 120° de ángulo de vértice redondeado en la punta. Se usan cargas normalizadas de 60, 100 y 150 kilogramos. Pequeños espesores en materiales blandos o duros. Es el caso de flejes, chapas delgadas o también sobre capas endurecidas, cementadas o nitruradas. En este supuesto se usa la modalidad de pequeñas cargas especificadas en la norma, 3 kilogramos de precarga y 15, 30 o 45 kilogramos de carga. Se conoce este tipo de ensayos como Rockwell superficial.

Fatiga

Concepto de fatiga La fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas Prueba de fatiga El ensayo de fatiga tiene por objetivo analizar las características resistentes de los materiales cuando trabajan bajo cargas variables. Entre los parámetros fundamentales que califican el comportamiento característico ante la fatiga de los materiales están: 1. 2.

La cinética de la carga aplicada en el tiempo. Tipo de tensiones engendradas en la pieza, como consecuencia de la aplicación de la carga. Entre ellas citaremos:

Axiales originadas por tracción o compresión Axiales originadas por flexiones+ Cortantes causadas por torsión. Combinadas 3.

Tipo de trabajo característico del conjunto de la pieza en la máquina. Entre ellos citamos: Tracción Flexión plana Flexión rotativa Torsión

Impacto Concepto de impacto El término impacto hace referencia a aquel momento en que un objeto o materia choca de manera violenta y fuerte contra otro objeto o materia. El impacto siempre supone algún tipo de alteración en las características de ese elemento aunque esto puede ser sólo en una porción de tal objeto dependiendo de dónde golpee y dónde se genere el impacto. Prueba de impacto. Según el método Charpy existen dos tipos de prueba de impacto:  

Prueba de impacto con flexión Prueba de impacto con flexión y muesca

Ambas pruebas pueden realizarse con instrumentos o sin ellos, es decir, con una computadora que mide los diferentes parámetros implicados en la prueba. Otras pruebas de impacto no incluidas en Charpy incluyen   

Prueba a la caída Pruebas de impacto a alta velocidad La tenacidad al impacto se mide en kJ/m2 (kilojulio (unidad) por metro cuadrado).

1.8 Torsión 1.8.1 Concepto de torsión Torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas. 1.8.2 Prueba de torsión El ensayo de torsión consiste en aplicar un par torsor a una probeta por medio de un dispositivo de carga y medir el ángulo de torsión resultante en el extremo de la probeta. Este ensayo se realiza en el rango de comportamiento linealmente elástico del material. Los resultados del ensayo de torsión resultan útiles para el cálculo de elementos de máquina sometidos a torsión tales como ejes de transmisión, tornillos, resortes de torsión y cigüeñales.

Las probetas utilizadas en el ensayo son de sección circular. El esfuerzo cortante producido en la sección transversal de la probeta y el ángulo de torsión están dados por las siguientes relaciones:

Maquina ensayo de torsión

BIBLIOGRAFIA                  

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