Propiedades de los elementos:

ELASTICIDAD Y PLASTICIDAD.

POR: Erick Francisco Gante Sánchez

Elasticidad: Capacidad de un material elástico para recobrar su forma al cesar la carga que lo ha deformado.

Plasticidad: Capacidad de deformación permanente de un metal sin que llegue a romperse.

Que es?

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 propiedad mecánica de un material, biológico o de otro tipo, de deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico.En los metales la plasticidad se explica en términos de desplazamientos irreversibles de dislocaciones.

La propiedad de un material que le hace recuperar su tamaño y forma original después de ser comprimido o estirado por una fuerza externa

Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la deformación del mismo.

En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo, Esta relación se conoce como ley de Hooke.*

El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.

*(originalmente formulada para casos del estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada)

La fatiga depende de una serie de factores. Además de la composición, estado y procedimiento de obtención del material, hay que considerar la clase y frecuencia de las solicitaciones y, especialmente, la configuración de los elementos constructivos ( distribución de fuerzas, tensiones máximas, superficie ). La denominación "resistencia a la fatiga" se utiliza como concepto genérico para todos los casos de solicitud alternativas. 

 la tensión es la fuerza aplicada por unidad de superficie y depende del punto elegido, del estado tensional de sólido y de la orientación del plano escogido para calcular el límite.

En teoría lineal de la elasticidad dada la pequeñez de las deformaciones es una condición necesaria para poder asegurar que existe una relación lineal entre los desplazamientos y la deformación.

 es la propiedad mecánica de un material anelástico, natural, artificial, biológico o de otro tipo, 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.

PLASTICIDAD.

Objetos cotidianos de plástico.

En los metales la plasticidad se explica en términos de desplazamientos irreversibles de dislocaciones.

En los materiales elásticos, en particular en muchos metales dúctiles, un esfuerzo de tracción pequeño lleva aparejado un comportamiento elástico. Eso significa que pequeños incrementos en la tensión de tracción comporta pequeños incrementos en la deformación, si la carga se vuelve cero de nuevo el cuerpo recupera exactamente su forma original, es decir, se tiene una deformación completamente reversible.

Este tipo de comportamiento elasto-plástico es el que se encuentra en la mayoría de metales conocidos, y también en muchos otros materiales.

 El comportamiento perfectamente plástico es algo menos frecuente, e implica la aparición de deformaciones irreversibles por pequeña que sea la tensión, la arcilla de modelar y la plastilina se aproximan mucho a un comportamiento perfectamente plástico

EJEMPLOS:-Plasticidad : Plastilina porque

cuando la estiras y cesa el esfuerzo la forma no se recupera.

Elasticidad : Goma elástica porque cuando la estiras y cesa el esfuerzo vuelve a su forma original sin deformarse

ELEMENTOS ELASTICOS Y PLASTICOS.

DIAGRAMA DE ESFUERZO-DEFORMACIÓN UNITARIAEs la curva resultante graficada con los valores del esfuerzo y la correspondiente deformación unitaria en el espécimen calculado a partir de los datos de un ensayo de tensión o de compresión.

a)  Límite de proporcionalidad: Se observa que va desde el origen O hasta el punto llamado límite de

proporcionalidad, es un segmento de recta rectilíneo, de donde se deduce la tan conocida relación de proporcionalidad entre la tensión y la deformación enunciada en el año 1678 por Robert Hooke. Cabe resaltar que, más allá la deformación deja de ser proporcional a la tensión.

b) Limite de elasticidad o limite elástico: Es la tensión más allá del cual el material no recupera totalmente su forma original al

ser descargado, sino que queda con una deformación residual llamada deformación permanente.

c) Punto de fluencia: Es aquel donde en el aparece un considerable alargamiento o fluencia del material sin

el correspondiente aumento de carga que, incluso, puede disminuir mientras dura la fluencia. Sin embargo, el fenómeno de la fluencia es característico del acero al carbono, mientras que hay otros tipos de aceros, aleaciones y otros metales y materiales diversos, en los que no manifiesta.

d) Esfuerzo máximo: Es la máxima ordenada en la curva esfuerzo-deformación. e) Esfuerzo de Rotura: Verdadero esfuerzo generado en un material durante la rotura.

DIAGRAMA CONVENCIONAL DE ESFUERZO-DEFORMACIÓN UNITARIA.

Es la curva resultante graficada con los valores de esfuerzos como ordenadas y las correspondientes deformaciones unitarias como abscisas en el espécimen calculado a partir de los datos de un ensayo de tensión o de compresión.

Nunca serán exactamente iguales dos diagramas esfuerzo-deformación unitaria para un material particular, ya que los resultados dependen entre otras variables de la composición del material, de la manera en que este fabricado, de la velocidad de carga y de la temperatura durante la prueba.

Dependiendo de la cantidad de deformación unitaria inducida en el material, podemos identificar 4 maneras diferentes en que el material se comporta.

•Comportamiento Elástico•Fluencia•Endurecimiento por deformación•Formación del cuello o estricción

DIAGRAMAS ESFUERZO-DEFORMACIÓN UNITARIA, CONVENCIONAL Y REAL, PARA UN MATERIAL DÚCTIL (ACERO) (NO DE ESCALA)

DIAGRAMAS ESFUERZO-DEFORMACIÓN UNITARIA

Cada material tiene una forma y propiedades peculiares. Las curvas mostradas en la figura difieren considerablemente de la correspondiente al acero.

Las características del diagrama esfuerzo –deformación unitaria influyen sobre los esfuerzos especificados para el diseño de partes fabricadas con el material correspondiente.

En la mayoría de los materiales no se presenta tanta proporcionalidad entre el esfuerzo y la deformación unitarias como para el acero.

Esta falta de proporcionalidad no causa problemas en los casos usuales de análisis y diseño, ya que los diagramas de la mayoría de los materiales estructurales más comunes son casi en forma de línea recta hasta alcanzar los esfuerzos que normalmente se usan en el diseño.

Un material dúctil (el acero estructural dulce, el aluminio, o bronce), exhibirán un amplio intervalo de deformación en el intervalo plástico antes de la fractura.Un material frágil, como el hierro colado o vidrio, se romperán sin ninguna o muy pequeña deformación plástica.