Tarea 1 Materiales de ingeniería / resistencia de materiales capitulo 2 PDF

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Universidad Centroamericana Facultad de Ciencia, Tecnología y Ambiente Ing. Industrial / Materiales de ingeniería

Tarea 2 Autor(es/as): María Lucía Martínez Luna 000026330 Roberto Ramón Montenegro Palma 000026887 Maria Alejandra Narvaez Bermudez 000020145 Saúl Antonio Díaz Solís 000027275 Karelys Daiana Zuniga Otero 000020068

Docente: Ricardo Hermann

Managua, Nicaragua 13 de septiembre del 2021

PREGUNTAS DE REPASO 2.1 Distinga entre el esfuerzo ingenieril y el esfuerzo real. Según Kalpakjian, el esfuerzo ingenieril es la relación de cargas aplicadas a un área transversal del origen del espécimen. Y el esfuerzo real se define como la relación de carga P al área transversal real (A) e instantánea del espécimen. Por lo tanto, la diferencia entre ambos esfuerzos reside en la representación del esfuerzo verdadero que se aplica a un material, solamente el esfuerzo real nos permite conocer este valor debido al área transversal. 2.2 Describa los eventos que ocurren cuando un espécimen pasa por un ensayo de tensión. Dibuje una posible curva de esfuerzo-deformación e identifique todas las regiones importantes y los puntos entre ellas. Suponga que se continúa aplicando carga hasta la fractura.

En la figura 1 se muestra el proceso de deformación que un espécimen sufre en un ensayo de tensión. Al pasar por la carga inicial el espécimen entra en un comportamiento llamado elástico lineal, el cual permite al material volver a su longitud original una vez retirada la carga. Durante este proceso inicial ocurre el desplazamiento en el cual se permite un alargamiento uniforme del material. Se presenta el esfuerzo ingenieril que es la relación entre la carga aplicada al área transversal, y existen dos tipos de esfuerzos: elástico y plástico. El esfuerzo elástico se presenta durante la etapa inicial. Y el esfuerzo plástico se presenta cuando se está sometiendo a un alargamiento uniforme y prolongado, y se llega a un punto de resistencia máxima y estrecha a la tensión (este advierte el inicio de formación de cuello y último esfuerzo).

Cuando la carga se mantiene continua y se aumenta, las fibras del material empiezan a presentar deformaciones permanentes llamada efecto plástico. Durante este proceso, el esfuerzo de cedencia y deformación no son proporcionales. Según Kalpakjian, en el caso de los materiales blandos y dúctiles, puede no ser fácil ubicar con exactitud dónde ocurre la fluencia sobre la curva esfuerzo-deformación, pues la pendiente de la porción recta (elástica) de la curva comienza a disminuir lentamente. Por lo tanto, suele definirse como el punto sobre la curva esfuerzo-deformación que se desplaza por una deformación de 0.002 o 0.2% de elongación. 2.3 ¿Qué es la ductilidad y cómo se mide? Es la medida de la deformación plástica que sufre un material o espécimen antes de romperse. Se puede medir de dos formas: alargamiento total que se calcula con el tamaño original y final del material y el porcentaje

Y la segunda forma de medir la ductilidad es la reducción del área, en la cual se toma en cuenta el área transversal original y final del material

2.4 En la ecuación Ken , que representa la curva esfuerzo-deformación de un material, ¿cuál es el significado del exponente n? K se conoce como coeficiente de resistencia y n como exponente de endurecimiento por deformación (o endurecimiento por trabajo). 2.5 ¿Qué es la sensibilidad a la velocidad de deformación y cómo se mide? Las velocidades de deformación empleadas comúnmente en varios procesos de ensayos y procesos de conformado de metal, y los esfuerzos reales involucrados. Los efectos típicos que la temperatura y la velocidad de deformación tienen de manera conjunta sobre la resistencia de los metales. Al incrementar la velocidad de deformación aumenta la resistencia del material (endurecimiento por velocidad de deformación). La pendiente de estas curvas se conoce como el exponente de sensibilidad a la velocidad de deformación ‘’m’’. El valor de “m” se obtiene a través de trazos log-log, siempre y cuando las escalas vertical y horizontal sean las mimas. Una pendiente de 45° indicaría, por tanto, un valor de m=1. La relación está dada por la ecuación

donde “C” es un coeficiente de resistencia, es la velocidad de deformación real. 2.6 ¿Qué procedimientos de ensayos se pueden utilizar para medir las propiedades de los materiales frágiles, como las cerámicas y los carburos?

Un ensayo de flexión. El método más utilizado para materiales frágiles es el ensayo de flexión. Suele comprender un espécimen que tiene una sección transversal rectangular y que se soporta por sus extremos. La carga se aplica de modo vertical sobre uno o dos puntos; en consecuencia, a estas pruebas se les conoce como doblez en tres y cuatro puntos, respectivamente. Los esfuerzos longitudinales en estos especímenes son de tensión en las superficies inferiores y de compresión en las superficies superiores.

2.7 Describa las diferencias entre la fractura frágil y la dúctil. La fractura frágil ocurre con poca o ninguna deformación plástica. La propagación de la grieta en esta fractura se da de forma rápida. Por otra parte, la fractura dúctil ocurre después de una deformación plástica intensa. En este tipo de fractura, la grieta se propaga lentamente. 2.8 Explique la diferencia entre relajación de esfuerzos y termofluencia. La termofluencia es la deformación que ocurre cuando se somete un material a altas temperaturas, durante largos periodos de tiempo y a una carga constante. La termofluencia concluye en la deformación plástica del material. Por el contrario, la relajación de esfuerzos es la consecuencia de cuando se le aplica una carga constante a un material y este a medida avanza el tiempo, tiene un decrecimiento en los esfuerzos. 2.9 Describa la diferencia entre el comportamiento elástico y el plástico. Ambos comportamientos son reacciones a fuerzas externas siendo aplicadas a un material. La diferencia se encuentra en que la elasticidad es la deformación que un material sufre y que si se eliminan las fuerzas externas, este tiene la capacidad de regresar a su estado previo a la deformación. Por otra parte, el comportamiento plástico es aquel que si se anularan las fuerzas externas, el material habría sufrido tal deformación que es incapaz de regresar a su estado original. 2.10 Explique qué es el alargamiento uniforme en el ensayo de tensión. El alargamiento uniforme por tensión es aquel que se produce cuando se aplica carga por primera vez y el espécimen comienza a alargarse en proporción a ella 2.11 Describa la diferencia entre velocidad de alargamiento y velocidad de deformación. ¿Qué unidades tiene cada una? La velocidad de alargamiento (por unidad de tiempo) se define como la velocidad a la que se efectúa el ensayo de tensión en unidades de m/s o ft/min. Por otro lado, la velocidad de deformación es una función de la longitud del espécimen. Un espécimen corto se elonga más proporcionalmente durante el mismo periodo que uno largo 2.12 Describa las dificultades comprendidas en la realización de un ensayo de compresión. ● Los especímenes esbeltos se pueden pandear durante esta prueba, para eso la proporción altura a diámetro del espécimen sólido cilíndrico debe ser menor a 3:1. ● Debido a que el área de la sección transversal del espécimen ahora cambia a lo largo de su altura (siendo máxima en el centro) se dificulta obtener gráficas esfuerzo deformación en compresión.

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La fricción disipa la energía por lo que la fuerza compresiva es mayor de lo que sería al proporcionar el trabajo requerido para superar la fricción. En el caso de los materiales frágiles como cerámicos y vidrios, para evitar la falla prematura en los puntos de contacto, se colocan tiras delgadas de metal blando entre el disco y las platinas, que también son protegidas del daño durante la prueba

2.13 ¿Qué es la Ley de Hooke? ¿El módulo de Young? ¿La relación de Poisson? σ La ley de hooke es llamada a la relación lineal de 𝐸 = . 𝑒 La relación de esfuerzo a deformación en la región elástica es el módulo de Young (E). Al valor absoluto de la relación de deformación lateral a la deformación longitudinal se le conoce como relación de Poisson y se identifica mediante el símbolo v.

2.14 ¿Cuál es la razón de que la resistencia a la fluencia esté definida como 0.2% de desplazamiento de la resistencia? Debido a que en el caso de los materiales blandos y dúctiles, puede no ser fácil ubicar con exactitud dónde ocurre la fluencia sobre la curva esfuerzo-deformación, suele definirse como el punto sobre la curva esfuerzo-deformación que se desplaza por una deformación de 0.002 o 0.2% de elongación. 2.15 Explique la diferencia entre la fractura transgranular y la intergranular La principal diferencia está en que la fractura transgranular es una grieta que pasa a través del grano, mientras que el intergranular es una grieta que se propaga a lo largo de los límites del grano....