1. Esfuerzo, deformación y equipo de medición.
1.1. Si una carga es estática o bien cambia de forma relativamente lenta con el tiempo y es aplicada uniformemente sobre una sección o superficie de una pieza, el comportamiento mecánico puede ser estimado mediante un simple ensayo esfuerzo - deformación. Con metales, este ensayo se realiza normalmente a temperatura ambiente. Existe 3 principales maneras de aplicar la carga, a saber: TRACCIÓN, COMPRESIÓN Y CIZALLADURA.
1.1.1. TRACCIÓN: Puede ser utilizado para determinar varias propiedades los materiales que son importantes para el diseño. Normalmente se deforma una probeta hasta la rotura con una carga de tracción que se aumenta gradualmente y que es aplicada uniaxialmente a lo largo del eje de la probeta.
1.1.1.1. σ=F/A
1.1.1.2. ε= ((l1-l0)/l0) = ∆l/l0
1.1.2. COMPRESIÓN: Se realizan si las fuerzas que operan en servicio son de este tipo. Un ensayo de compresión se realiza de forma similar a uno de tracción, excepto que la fuerza es compresiva y la probeta de contrae a lo largo de la dirección de la fuerza. Por convención, una fuerza de compresión se considera negativa y, por tanto, produce un esfuerzo negativo.
1.1.3. CIZALLADURA: En este ensayo se utiliza simplemente una fuerza de cizalladura, la tensión de cizalladura se calcula de acuerdo τ= F/A0. donde F es la carga o fuerza impuesta paralelamente a las caras superior o inferior, cada una de las cuales tiene un área A0. La deformación de la cizalladura se define como la tangente del angulo de deformación.
2. Deformación elástica y equipo de medición.
2.1. Comportamiento bajo cargas uniaxiales: El grado con que se estructura se deforma depende de la magnitud de la tensión impuesta. Para muchos metales sometidos a esfuerzos de tracción pequeños, la tensión y la deformación son proporcionales según la relación. Esta relación se conoce con el nombre de la ley de Hooke.
2.1.1. Deformación elástica: Al representar la tensión en el eje de ordenadas en función de la deformación en el eje de abscisas se obtiene una relación lineal. La deformación elástica no es permanente, lo cual significa que cuando se retira la fuerza, la pieza vuelve a su forma original.
2.1.2. Existen algunos materiales para los cuales esta porción elástica inicial del diagrama no es lineal, por tanto, no es posible determinar modulo de elasticidad.
2.1.3. ANELASTICIDAD: Hasta ahora se ha supuesto que la deformación elástica era independiente del tiempo, o sea: una tensión aplicada producía una deformación elástica instantánea que permanecía constante durante el tiempo que se mantenida aplicada la carga. También se ha supuesto que al retirar la carga se recupera totalmente osea la deformación volvía a cero de forma instantánea.
2.1.4. DEFORMACIÓN PLÁSTICA: Para la mayoría de los materiales metálicos, la deformación elástica únicamente persiste hasta deformaciones alrededor de 0.005. A medida que el material se deforma mas allá de este punto, la tensión deja de ser proporcional a la deformación (Ley de Hooke) y ocurre deformación plástica, la cual es permanente, es decir, no recuperable. Desde un punto de vista atómico, la deformación plástica corresponde a la rotura de los enlaces entre átomos vecinos mas próximos y a la reformacion de estos con nuevos vecinos, ya que un gran numero de átomos o moléculas se mueven unos respecto a otros; al eliminar la tensión no vuelven a sus posiciones originales.
2.1.5. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES: Cuando sobre un metal de aplica una tracción, se produce un alargamiento elástico y una deformación Ez en la dirección de la carga aplicada (la cual se tomara arbitrariamente como la dirección z) Como resultado se producirán constricciones en las direcciones laterales (x e y) perpendiculares a la dirección de la aplicación de la tensión.
3. Propiedades de tracción y equipo de medición.
3.1. La mayoría de las estructuras se diseñan de tal manera que solamente ocurra deformación elástica cuando sean sometidas a tensiones. Por consiguiente, es deseable conocer el nivel de tensiones para cual empieza la deformación plástica, o se, cuando ocurre el fenómeno de fluencia. Para los metales que experimentan la transición elastoplastica de forma gradual, el punto de fluencia puede determinarse como la desviación inicial de la linealidad del curva tensión-deformación; este punto se denomina a menudo limite proporcional.
3.2. RESISTENCIA A LA TRACCIÓN: Después de iniciarse la deformación plástica, la tensión necesaria para continuar la deformación en los metales aumenta hasta máximo y después disminuye hasta finalmente se produce la fractura.
3.3. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS METALES: Ser soportada por una estructura a tracción; si esta tensión es aplicada y mantenida, se producirá la rotura. Hasta llegar a ese punto, toda la deformación es uniforme en la región estrecha de la probeta.
3.3.1. DUCTILIDAD: Es otra importante propiedad mecánica. Es una medida del grado de deformación plástica que puede ser soportada hasta la fractura. Un material que experimenta poca o ninguna deformación plástica se denomina frágil.
3.3.2. RESILENCIA: Es la capacidad de un material de absorber energía elástica cuando es deformado y de ceder esta energía cuando se deja aplicar deformación. La propiedad asociada se denomina modulo de resilencia, Ur, que es la energía de deformación por unidad de volumen que se requiere para deformar un material hasta el limite elástico.
3.3.3. TENACIDAD: Es un material es un termino mecánico que se utiliza en varios contextos; en sentido amplio, es una medida de la capacidad de un material de absorber energía antes de la fractura. La geometría de la probeta así como la manera con que se aplica la carga son importantes en la determinación de la tenacidad.