4.3. Ensayos mecánicos, tipos de esfuerzos

Actividad

Los ensayos simulan las condiciones en las que van a trabajar los materiales y de ese modo podemos determinar sus características  y comportamiento. 

El comportamiento mecánico de un material es la relación entre su respuesta o deformación ante una solicitación o esfuerzo aplicado. Estas solicitaciones suelen ser alguna de los siguientes tipos:

  • Tracción.
  • Compresión.
  • Cortadura.
  • Torsión.

Entre los ensayos mecánicos más utilizados podemos destacar:

  • Ensayo de tracción.
  • Ensayo de dureza.
  • Ensayo de choque.

Actividad

Tipos de esfuerzos  o cargas aplicadas a los materiales.

Los tipos de esfuerzos o cargas que soportan los materiales son:

  • Una fuerza de tracción: que produce una elongación o alargamiento.
  • Una carga de compresión: que produce contracción.
  • Una carga de flexión: que produce una flexión en el material.
  • Un esfuerzo de cortadura: similar al que aplicara las hojas de unas tijeras.
  • Una deformación de torsión generada por un par de fuerzas: similar al producido en un retorcimiento.


Tensión y deformación

Definimos la tensión σ en una barra, como el cociente entre la fuerza uniaxial media F y la sección transversal original So de la barra.

Se mide en Pascales (S.I.), que es el cociente entre Newton y metros cuadrados, aunque se suele expresar en Megapascales, ya que así podemos expresar la superficie en mm2, que es más coherente con las medidas que suelen presentar las secciones de las piezas.

 


Alargamiento

Definimos el alargamiento unitario (ε) como el cociente entre la variación de longitud respecto a la longitud inicial.

Como puede deducirse de la fórmula, la deformación es una magnitud adimensional. En la práctica es común convertir la deformación en un porcentaje de deformación %.

 

Deformación elástica y plástica

Cuando una probeta se somete a una fuerza uniaxial, se produce una deformación.
  • Si el material vuelve a sus dimensiones originales al cesar la fuerza, se dice que el material ha sufrido una deformación elástica, ya que los átomos del material son desplazados de su posición y cuando la fuerza cesa, los átomos vuelven a sus posiciones originales y el material recupera su forma original.
  • Si el material es deformado hasta el punto que los átomos no pueden recuperar sus posiciones originales, se dice que ha experimentado una deformación plástica.