Analiza materiales para conocer el cambio de la estructura ante fuerzas externas y las consecuencias de ese cambio en los materiales
Respuestas
Para este estudio se realizo de forma genérica en una Barra diversos materiales (acero, aluminio, cobre) de sección transversal constante y de eje rectilíneo.
Es importante señalar que se tienen que tener consideraciones acerca del material.
1. El material se considera macizo
2. El material de la pieza es homogéneo: idénticas propiedades en todos los puntos.
3. El material de la pieza es isótropo. Esto significa que admitimos que el material mantiene idénticas propiedades en todas las direcciones.
Consecuencias de cambio en los materiales debido a la accion de fuerzas externas:
1. Los cuerpos reales pueden deformarse a causa de su carga con fuerzas exteriores.
2. Durante la aplicación de fuerzas hubo un cambio de la estructura interna ya los puntos, líneas o secciones trazadasen los cuerpos, se desplazan en el plano o en el espacio respecto a su posición inicial debido las furzas.
3. Se pudo notar que las deformaciones pueden desaparecer hasta un punto que conoce como deformación elásticas después de haberse anulado la acción de las fuerzas. Ejemplo representativo cuando estiramos un resorte y este vuelve a su condicion inicial.
4. Deformaciones plásticas o permanentes que no desaparecen al quitar las cargas.
Ejemplos de pruebas dependiendo el sentido de las Fuerzas:
El deslizamiento o cizallamiento : surge cuando las fuerzas exteriores tienden a desplazar dos secciones planas paralelas de la barra una respecto ocasionando un corte en el material. A deslizamiento o cizallamiento trabajan, por ejemplo, remaches y pernos que unen los elementos.
La torsión: surge cuando sobre una barra actúan fuerzas exteriores que forman un momento con respecto a su eje (ver figura torsion). La deformación de torsión va acompañada por el giro de las secciones transversales de la barra unas respecto a otras alrededor de su eje. : Durante esta deformación surge el desplazamiento lineal y la deformación angular (ángulo de giro α el giro de las secciones respecto a sus posiciones iniciales).
Flexión es cuando se aplica fuerzas externas en sentido perpendicular al eje de la barra, la estructura donde se aplica cambia de forma que tiende a doblarse el material, algunos ejemplo trabajan vigas de pisos intermedios, de puentes, ejes de los vagones de ferrocarril, ballestas, árboles, dientes de engranajes, rayos de ruedas, palancas y muchas otras piezas.
En resumen las deformaciones anteriormente descritas de la barra ofrecen una idea sobre los caminos de su forma y dimensiones en general según distintos sentidos de las fuerzas aplicadas. hay condiciones donde puede ocurrir la combinación de estas fuerzas como podemos ver en la figura de fuerzas. Todos estos cambios pueden ocasionar cambios en la estructura interna del materia que pueden ocasionar la falla del mismo, lo que implica que en el diseño de maquinas, edificios, entre otros debemos tener mucho énfasis en el estudios sobre los cambios del material en sus composición estructural interna.
