# 1. Ensayo de propiedades mecánicas

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.

Antes de empezar a conocer todos los ensayos haremos una pequeña introducción de cómo las cargas actuan sobre los materiales y de los conceptos de tensión y deformación.

Tipos de esfuerzos o cargas aplicadas a los materiales.

En las siguientes imágenes vemos la representación esquemática de cuál es el efecto de las diferentes cargas:

- una fuerza de tracción: que produce una elongación o alargamiento.
- una carga de compresión: que produce contracción.
- 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)

Las líneas punteadas representan la forma de nuestra probeta antes de la deformación y las líneas sólidas representan el cuerpo después de la deformación.

Tracción Imagen de elaboración propia | Compresión Imagen de elaboración propia | Cortadura Imagen de elaboración propia | Torsión Imagen de elaboración propia

## AV - Pregunta Verdadero-Falso

Recuerda:

### Pregunta 1

Una carga de tracción sobre una probeta provoca un alargamiento y un engrosamiento de ésta.

#### Sugerencia

Verdadero Falso

#### Retroalimentación

Falso

Una carga de tracción es como si estirara la probeta, por lo que provoca un alargamiento y un adelgazamiento de ésta.

### Pregunta 2

La cortadura sobre una pieza primática produce un desplazamiento de sus caras paralelas.

#### Sugerencia

Verdadero Falso

#### Retroalimentación

Verdadero

La cortadura sobre una pieza primática produce un desplazamiento de sus caras paralelas.

### Pregunta 3

Un esfuerzo de compresión sobre una probeta provoca una disminución de su longitud y un engrosamiento de ésta.

#### Sugerencia

Verdadero Falso

#### Retroalimentación

Verdadero

Al comprimir las piezas se acortan y su sección aumenta

Tensión y deformación

Consideremos una varilla cilíndrica de longitud lo y una sección transversal de superficie So, sometida a una fuerza F uniaxial (dirigida en el sentido longitudinal del eje), como indica en la figura.

Elaboración propia

Vemos que la barra se alarga desde su longitud inicial, lo, hasta una longitud final, l. Esa diferencia de longitudes será la deformación de nuestra varilla, aunque a continuación la definiremos de una forma un poco distinta.

## Importante

Definimos la tensión σ en la 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.

## Importante

Definimos la deformación e en la barra como el cociente entre la variación de longitud de la barra respecto a la longitud inicial de ésta.

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 %

## Importante

Deformación elástica y plástica
Cuando una probeta se somete a una fuerza uniaxial, se produce una deformación.

1. 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.
2. 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.

A continuación dos imagenes de productos comerciales, fabricados con materiales que poseen alto y bajo nivel de elasticiddad respectivamente (cable telefónico, vaso de plástico).

Imagen de mmarftrejo en Flickr bajo CC | Imagen de Maddox74 en Pixabay bajo Dominio Público

## Objetivos

Estricción

Imagen de Sigmund en Wikimedia bajo CC

Una vez aplicada la carga máxima a la probeta, se produce un estrangulamiento en su zona central.
A la variación de la sección de la probeta respecto a su sección inicial se le denomina estricción ψ.
Esta disminución de la sección de la probeta provoca que la tensión de rotura sea inferior a la máxima aplicada y esta diferencia entre la tensión de rotura y la aplicada es tanto más apreciable cuanto mayor es la ductilidad del material.
También se expresa en %, por lo que la estricción se define como la disminución relativa porcentual de la sección transversal de la probeta en el momento de la rotura.

## AV - Pregunta de Selección Múltiple

### Pregunta

Cuando aplicamos una fuerza a una probeta, la tensión depende de:

#### Respuestas

Opción 1

Sólo de la fuerza que aplicamos sobre la probeta.

Opción 2

De la fuerza que aplicamos sobre la probeta y de la sección de ésta.

Opción 3

De la deformación que ha sufrido la probeta.

#### Retroalimentación

La tensión la habíamos definido como s=F/S, con lo que dependerá de la fuerza aplicada y de la sección sobre la que la aplicamos.

#### Solution

1. Incorrecto
2. Correcto
3. Incorrecto

### Pregunta

Cuando aplicamos una carga a una probeta y ésta se deforma, la deformación experimentada dependerá de:

#### Respuestas

Opción 1

La carga aplicada.

Opción 2

Lo que se ha alargado la probeta.

Opción 3

Lo que se ha ensanchado la probeta.

#### Retroalimentación

La deformación tiene que ver con la variación de la longitud de la probeta, pero no es lo que se ha alargado, sino lo que se ha alargado (o encogido), respecto a su longitud inicial.

#### Solution

1. Incorrecto
2. Incorrecto
3. Incorrecto

### Pregunta

En una deformación elástica:

#### Respuestas

Opción 1

El material deformado recupera sus dimensiones originales al cesar la fuerza.

Opción 2

Los átomos del material deformado son desplazados de su posición original.

Opción 3

Los átomos del material deformado son desplazados de su posición original y toman nuevas posiciones fijas.

#### Retroalimentación

En una deformación elástica los átomos del material deformado son desplazados de su posición original pero no llegan a tomar nuevas posiciones fijas (lo que lo diferencia de la deformación plástica) y es por eso por lo que recupera sus dimensiones originales al cesar la fuerza.

#### Solution

1. Correcto
2. Correcto
3. Incorrecto

### Pregunta

La estricción:

#### Respuestas

Opción 1

Es la variación de sección que experimenta una probeta cuando le aplicamos una carga respecto a su sección inicial.

Opción 2

Es un estrangulamiento que se produce en la zona central de una probeta cuando le aplicamos una carga.

Opción 3

Es la disminución relativa porcentual de la sección transversal de la probeta cuando le aplicamos una carga en el momento de la rotura.

#### Retroalimentación

La estricción es la variación de sección que experimenta una probeta cuando le aplicamos una carga, siempre respecto a su sección inicial. Podemos decir lo mismo, pero de una forma más "elegante" diciendo que es la disminución relativa porcentual de la sección transversal de la probeta cuando le aplicamos una carga en el momento de la rotura.

#### Solution

1. Correcto
2. Incorrecto
3. Correcto

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