1. Impacto
1.1. En operaciones de manufactura y vida útil de componentes, los materiales experimentan cargas dinámicas, como pruebas de impacto Charpy e Izod. Estas pruebas miden:
1.1.1. La tenacidad al impacto del material
1.1.1.1. Son útiles para determinar la temperatura de transición dúctil-frágil
1.1.1.2. La resistencia al impacto está relacionada con la resistencia y ductilidad,
2. Falla y fractura de los materiales en la manufactura y servicio
2.1. Existen dos tipos principales de falla: fractura (dúctil y frágil) y pandeo.
2.1.1. fractura dúctil
2.1.1.1. involucra deformación plástica antes de la falla
2.1.2. fractura frágil
2.1.2.1. ocurre sin deformación plástica
2.2. Los defectos, la temperatura y la velocidad de deformación influyen en la fractura.
2.2.1. La resistencia a la fatiga y la fragilización por hidrógeno son factores críticos. La resistencia a la fatiga se mejora con esfuerzos residuales de compresión y acabado superficial adecuados.
2.2.2. La fragilización por hidrógeno puede provocar agrietamiento en materiales, especialmente en aceros de alta resistencia.
3. Torsión
3.1. Deformaciones cortantes
3.2. Especimen tubular
3.3. Esfuerzo de Corte
3.3.1. T= T/2πr2t
3.3.1.1. T torque
3.3.1.2. r radio promedio del tubo
3.3.1.3. t espesor del tubo en si sección reducido
3.4. Deformación al Corte
3.4.1. Y= rø/l
3.4.1.1. I longitud del tubo
3.4.1.2. ø ángulo de torsión en radianes
3.5. Módulo de Rigidez en Cortante
3.5.1. G cantidad relacionada con el módulo de elasticidad
3.5.2. ø fractura en torsión de barra
4. Flexión
4.1. -Los materiales frágiles, como cerámicos y carburos, presentan desafíos en su preparación para pruebas debido a problemas en el moldeado y maquinado, así como a su sensibilidad a defectos superficiales.
4.1.1. Los esfuerzos longitudinales en estos especímenes son de tensión en las superficies inferiores y de compresión en las superficies superiores.
4.2. El método más utilizado implica un espécimen con una sección transversal rectangular soportado en sus extremos
4.3. El esfuerzo a la fractura en el doblez se conoce como módulo de ruptura, resistencia a la flexión o resistencia a la ruptura transversal.
4.3.1. El método de doblez en cuatro puntos es más propenso a defectos debido al mayor volumen de material sometido al mismo momento de doblez
5. Dureza
5.1. La dureza es una propiedad común; proporciona una indicación general de la resistencia del material al rayado y al desgaste. Más específicamente, la dureza suele definirse como la resistencia a la indentación permanente.
5.1.1. Instrumento de medida
5.1.1.1. Durómetro.
5.2. La dureza se puedeir utilizando diferentes métodos, como el ensayo de dureza Brinell, Rockwell o Vickers.
5.2.1. Ensayos de dureza
5.2.1.1. Ensayo Brinell.
5.2.1.2. Ensayo Rockwell.
5.2.1.3. Ensayo Vickers.
5.2.1.4. Ensayo Knoop.
5.2.1.5. Escleroscopía.
5.2.1.6. Dureza Mohs.
5.2.1.7. Dureza en caliente
5.3. La dureza de los materiales influye en su capacidad de ser maquinados, ya que los materiales más duros requieren herramientas más resistentes.
5.3.1. Los materiales duros son aquellos que presentan una alta resistencia a la deformación, como los metales como el acero
6. Esfuerzos residuales
6.1. • Se le llaman esfuerzos residuales a la deformación plástica a través de toda la pieza • Los esfuerzos residuales son opuestos al momento que se generó sobre la pieza y está en equilibrio estático • Debido a la desaparición de fuerzas externas se generan aparecen fuerzas residuales • Los esfuerzos residuales se pueden reducir mediante recosido de revelado de esfuerzos.
7. Trabajo, calor y temperatura
7.1. En el trabajo plástico, la mayoría del trabajo mecánico se transforma en calor, pero parte de él se almacena como energía elástica, generalmente entre un 5% y un 10%, y en algunas aleaciones hasta un 30%.
7.2. En procesos sin fricción, el trabajo se convierte en calor, elevando la temperatura teórica (ΔT) según: ΔT=u/pc Las altas temperaturas se relacionan con áreas grandes bajo la curva esfuerzo-deformación y valores bajos de calor específico, aunque estas propiedades varían con la temperatura y deben considerarse en los cálculos.
8. Termofluencia
8.1. Es el alargamiento permanente de un componente debido a cargas estáticas sostenidas en temperaturas elevadas. Ocurre en metales, termoplásticos y otros materiales.
8.1.1. En aplicaciones de alta temperatura, como turbinas de gas y componentes de aviones, es crucial.
8.2. Se mide mediante el ensayo de termofluencia, y la resistencia aumenta con la temperatura de fusión.
8.2.1. La relajación de esfuerzos, relacionada con la termofluencia, implica la disminución de esfuerzos en componentes estructurales con el tiempo, sin cambios en dimensiones.
9. Fatiga
9.1. -Diversos componentes en el equipo de manufactura, como herramientas, matrices, engranes, levas, flechas y resortes, están sujetos a cargas que fluctúan con rapidez (cíclicas o periódicas), además de las cargas estáticas.
9.1.1. -Los esfuerzos cíclicos pueden ser provocados por cargas mecánicas fluctuantes. La falla por fatiga es responsable de la mayoría de las fallas en los componentes mecánicos.
9.2. -Los métodos de prueba de fatiga comprenden el ensayo de especímenes en diferentes estados de esfuerzo, por lo común una combinación de tensión y doblado.
9.3. -El límite de fatiga de los metales se puede relacionar aproximadamente con su resistencia máxima a la tensión
9.3.1. -La amplitud del esfuerzo se define como el esfuerzo máximo (a tensión y compresión) a que el espécimen se somete.
10. Compresión
10.1. Somete a carga de compresión
10.1.1. Pruebas de Tensión y Compresión
10.1.1.1. Curvas Esfuerzo-Deformación reales no coinciden (metales dúctiles)
10.1.2. Ensayo Disco
10.1.2.1. Materiales frágiles
10.1.2.1.1. Cerámicos y vidrios
10.1.2.1.2. Esfuerzo de Torsión
10.2. Estimar las fuerzas
10.3. Requisitos de potencia
10.4. Abarrilamiento
10.5. Fricción disipada energía
10.6. Fuerza comprresiva es mayor
11. Tensión
11.1. Resistividad
11.2. Ductidilidad
11.3. Tenacidad
11.4. Módulos eláticos
11.5. Capacidad de endurecimiento por deformación
11.6. Ensayos de Tensión
11.6.1. Sólidos
11.6.2. Redondos
11.6.3. Planos
11.6.4. Tubulares
11.7. Curvas Esfuerzo-Deformación
11.7.1. Esfuerzo Ingenial (esfuerzo nominal)
11.7.2. Relación de la carga aplicada (P)
11.7.3. Área transversal original (Ao)
11.7.4. σ=P/A0
11.8. Deformación Ingenieril
11.8.1. Longitud original calibrada (Io)
11.8.2. Longitud del especimen (I)
11.8.3. e=(I-Io)/Io
11.8.4. Aumentar la carga, el especimen empieza a sufrir una deformación permanente (plástica)
11.8.5. Esfuerzo y deformación ya no son proporcionales
11.8.6. Esfuerzo de fluencia (esfuerzo de cedencia)
11.9. Esfuerzo en el punto de fractura
11.9.1. Ruptura o fractura
11.9.1.1. Múdulo de Elasticidad
11.9.1.2. E=σ/e