Resistencia de Los Materiales Semana 3 Marcelo Martinez 2017

Propiedades físicas y mecánicas de los materiales Marcelo Martínez A. Resistencia de los materiales Instituto IACC 06 de octubre de 2017

Desarrollo

1) El tetraedro de Thomas nos indica contiene cuatro elementos que son; 

Características de los materiales.

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Las propiedades mecánicas.

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El procesamiento de los materiales.

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La teoría o ciencia de los materiales.

Son factores o elementos los cuales se encuentran de forma invariable y relacionados entre sí en el cual, cualquier cambio es significativo y connotara un impacto entre ellos el cual sería de gran importancia en la estructura de los materiales. Dentro de la interrelación que podemos encontrar entre los factores de los materiales, son los cambios claros de síntesis en las cuales cada material posee sus propias especificaciones, las cuales se pueden evidenciar en su desempeño una evidencia clara es la estructura interna la cual posee cada material, por lo cual la interrelación se especifica en su estructura, sus propiedades,desempeñoy en las modificaciones posibles en los cuales, los procesos de síntesis y la transformaciones de los materiales de acuerdo a los estudios de los materiales.

2) La dureza de un material es la resistencia que opone un material, a la penetración de un cuerpo más duro, debido al esfuerzo que es aplicado por extensión de tiempo en el propio material, la dureza de un material se puede determinar mediante un tratamiento y su vez determinar las características mecánicas de los materiales, el valor de la dureza es a partir de la energía de rebote, para ello existen métodos de identificación. La densidad de los sólidos la podemos ver en tres factores de los cuales son las propiedades de los materiales por lo cual determina el peso que poseerá un objeto la densidad de los sólidos depende de estos tres factores los cuales son;

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La masa atómica es la que por medio de los átomos que compones a los materiales.

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Otro factor es el tamaño atómico, con este factor mediante el radio atómico es posible determinar el tamaño en lo cual nos indica la distancia que existe entre el núcleo y el orbital mas externo, todo dependiendo del tipo de material.

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Otro factor claro es el arreglo estructural, se encuentra el empaquetamiento cristalino o arreglo de los átomos en los materiales amorfos.

3) La dureza aproximada en la escala de Mohs en los minerales, seria 6 ortoclasa (mineral ortosa), el cual se puede rayar con una lija para acero, tambien es debido a su composición química la cual sería KAisi ₃O₈. Mohs se basa en el principio de que una sustancia más dura puede rayar a una sustancia más blanda pero no es posible lo contrario y en el cual Mohs utiliza una relación de 10 materiales ordenados en función de su dureza.

4) En los materiales podemos encontrar algunos tipos de fracturas las cuales pueden ser; 

Fractura dúctil; esta fractura se da cuando el material muestra una

deformación plástica la cual se provoca por la absorción de energía hasta llegar al punto de ruptura. 

Fractura frágil; este tipo de fractura es cuando ocurre sin deformación plástica

visible y es debido a la propagación de las grietas de forma rápida y a raíz de este efecto no llega a absorber energía en su proceso de ruptura.

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La figura A nos muestra una fractura dúctil la cual es debido al tipo de deformación que muestra la imagen ya que al visualizar la figura muestra la influencia de energía hasta llegar al punto de ruptura.

La figura B nos muestra una ruptura dúctil y es debido a que pertenece a

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un vidrio inorgánico donde la fuerza de ruptura se reduce a un solo punto.

La figura C nos muestra una ruptura frágil y es debido a que no presenta

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deformación y en la cual se ve que sigue la dirección del movimiento y la fractura es plana.

5) La fatiga en los materiales se produce debido a las fuerzas a las cuales son sometidos en su estructura de forma dinámica y fluctuante en las que los materiales se enfrentan a fuerzas repetitivas en cuanto a tención, expansión y contracción de los materiales. 

Ejemplo 1

En los motores de combustión encontramos las bielas que de acuerdo a estructura y composición es fabricada de un material de síntesis de aleación, por lo tanto debido a las fuerzas que absorbe en el tiempo son un motivo recurrente de falla por fatiga de material en relación a fuerzas y esfuerzos repetitivos o de variadas prolongaciones desde el común denominador genera esta falla en el tiempo. 

Ejemplo 2

Las sillas plásticas son el ejemplo más básico ya que su estructura en base a polímero presenta un tipo de falla progresivo debido al esfuerzo prolongado que se ejerce sobre ellas y además del envejecimiento del polímero donde no presentan grietas visibles ya que el punto de ruptura es instantáneo y además presentan fallas elásticas y por ende aun tipo de fatiga por esfuerzo también llamada fatiga elástica.

6) La fluencia en los materiales es a partir de las fuerzas mecánicas que se encuentran expuestas y a elevación de temperaturas la cual consiste en la deformación plástica de los materiales y a lo cual se encuentran expuestos a un sin número de fallas.  Además de existir tres tipos claros de fluencia 

Fluencia primaria o transitoria

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Fluencia secundaria

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Fluencia terciaria

Cada tipo de fluencia se denomina al tiempo progresivo donde se involucran aspectos como temperatura, velocidad, tiempo y puntos de ruptura.  A partir de la tabla expuesta vemos que las mediciones corresponden a; Esfuerzo aplicado (MPa)

tiempo de ruptura (h)

115

110

130

300

145

710

160

1200

Referencias

Iacc (2017). propiedades físicas y mecánicas de los materiales . Resistencia de los materiales. Semana 3.