Actividad No 3 - luis ramirez

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U N I V E R S I D A D A U T Ó N O M A D E N U E V O L E Ó N 
 
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA 
 
 
Laboratorio de Mecánica de Materiales 
 
Actividad No.3 
 
Grupo:407 
 
 
Cd. Universitaria a 05 de septiembre de 2021 
 
LM-TASKS 
1902677 Jose Luis Estrada Montoya 
 
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Propiedades Mecánicas 
 
1. Introducción 
 
Las propiedades mecánicas de los materiales son quizás las más importantes pues son las que determinan el comportamiento 
de éstos cuando se ven sometidos a la acción de fuerzas exteriores de cualquier tipo, continuas o discontinuas, estáticas, 
dinámicas o cíclicas. Son las características inherentes, que permiten diferenciar un material de otro. Las propiedades 
mecánicas resultan de la interpretación del ensayo esfuerzo deformación, y pueden ser la elasticidad, resiliencia, dureza, 
ductilidad, tenacidad y plasticidad. 
Las aplicaciones que pueden tener estas propiedades se ven reflejadas en la industria manufacturera, la ingeniería civil en 
donde se hacen estructuras como puentes edificios etc. Piezas de automóviles en el sector automotriz e innumerables áreas 
en donde se usa la información de las características de los materiales. 
Las propiedades se interpretan de la gráfica esfuerzo deformación ya que de ahí se derivan esas propiedades. 
 
 
 
2. Rigidez 
 
a) Definición: 
Rigidez es la capacidad que tienen los elementos de las estructuras de aguantar los esfuerzos sin perder su forma 
(deformarse) manteniendo sus uniones. Las estructuras rígidas se dice que son indeformables. Las estructuras no rígidas 
pueden perder su forma tras un esfuerzo, se dice que son deformables. 
b) Módulo de Elasticidad (𝑬) 
El módulo de elasticidad (E), también llamado módulo de Young, es un parámetro característico de cada material que indica 
la relación existente (en la zona de comportamiento elástico de dicho material) entre los incrementos de tensión aplicados 
(ds) en el ensayo de tracción y los incrementos de deformación longitudinal unitaria (de) producidos. 
Equivale a la tangente en cada punto de la zona elástica en la gráfica tensión-deformación (s-e) obtenida del ensayo de 
tracción. 
En muchos casos el módulo de elasticidad es constante durante la zona elástica del material, indicando un comportamiento 
lineal del mismo (ley de Hooke). 
 
El módulo de elasticidad indica la rigidez de un material: cuanto más rígido es un material mayor es su módulo de elasticidad. 
Se calcula de la siguiente manera: se representa con la letra 𝐸 y es una indicación de la rigidez del material 
. 𝐸 = 𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 /𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎, = 𝑆 Є = 𝑃/𝐴 𝛿/𝑙 = 𝑃𝑙 𝐴𝛿 Donde: • 𝑬= Módulo de elasticidad en un material [𝑘𝑔/𝑐𝑚2 
o lb/ in2] • 𝑷= Fuerza aplicada [𝑘𝑔 o lbf] • 𝑺= Esfuerzo del miembro [𝑘𝑔/𝑐𝑚2 o lbf/ in2] • 𝑨= Área de la sección transversal 
del miembro [𝑐𝑚2, in2] • 𝒍= Longitud del miembro [𝑐𝑚 o in] • 𝜹= Deformación total [𝑐𝑚 o in] • Є= Deformación unitaria 
[𝑐𝑚/𝑐𝑚 o in/in]. 
 
3. Resistencia Mecánica 
 
a) Definición: 
La resistencia mecánica es la capacidad de los cuerpos para resistir las fuerzas aplicadas sin romperse. La resistencia 
mecánica de un cuerpo depende de su material y de su geometría. Combina los datos de material, geometría y fuerzas 
aplicadas para generar modelos matemáticos que permiten analizar la resistencia mecánica de los cuerpos. 
b) Resistencia mecánica de cadencia o resistencia mecánica de fluencia (𝑺𝒚) 
Durante el ensayo de tensión, muchos materiales alcanzan un estado en el cual la deformación comienza a crecer 
rápidamente sin que haya un incremento correspondiente en el esfuerzo, tal punto recibe el nombre de "punto de 
cadencia o punto de fluencia" (o bien limite elástico aparente). 
El método para determinar el punto de cedencia se le conoce como método “offset” o “desplazamiento” y consiste en trazar 
una línea o recta paralela a la pendiente de la gráfica a partir de un valor de deformación unitaria de 0.001, 0.002, 0.003 in / 
in. que representará 0.1%, 0.2%, 0.3% de deformación unitaria, el valor más usual es el 0.2%. Las unidades usadas para 
representar la cedencia de fluencia en SI son kg/cm2 y en el inglés son lbf/in2. 
 
c) Resistencia mecánica máxima o resistencia mecánica ultima (𝑺𝒖) 
El punto de máxima resistencia corresponde al máximo absoluto de F de la curva registrada. En el diagrama esfuerzo-
deformación este punto viene determinado por: R = Fm/S0. La tensión máxima es la denominada tensión de rotura o carga 
de rotura, R, y se deduce a través de la sección nominal S0 ya que, hasta ese momento del ensayo, la sección de la probeta, 
aunque ha disminuido según deformaba el material, puede considerarse constante. Las unidades son kg/ cm2 en el SI y en 
el inglés lbf/ in2. 
 
(Punto de resistencia máxima) 
 
 
4. Energía de Deformación 
 
Definición: 
La energía de deformación es el aumento de energía interna acumulado en el interior de un sólido deformable como 
resultado del trabajo realizado por la fuerza que provocan la deformación. La energía de deformación es igual al trabajo 
realizado por una carga la cual se incrementa realizada por una carga, la cual se incrementa lentamente aplicada al elemento. 
a) Resiliencia elástica unitaria (𝑹𝒆𝒖) 
Este concepto se refiere a la energía que absorbe un cuerpo desde su estado inicial hasta el límite elástico y tiene relación 
con la dureza y nos indica la energía acumulada por unidad cubica de la pieza. Para poder calcular la resiliencia unitaria se 
usa la fórmula: Ru= ½ σ ε; donde σ es el esfuerzo de cedencia y ε es la deformación en el punto de cedencia. Las unidades 
que resulta en la resiliencia unitaria son: kgf*m/m3, lb*in/in3. 
b) Resiliencia elástica total (𝑹𝒆𝒕) 
La resiliencia total hace referencia a la energía total en la probeta usada en el ensayo debido a que se multiplica la resiliencia 
unitaria por el volumen inicial de la probeta. El volumen inicial (Vo)= Ao*Lr; donde se multiplica el área inicial por la longitud 
recta, después se aplica la formula RT= Ru(Vo), donde las unidades nos quedan en kgf*m o lb*in se elimina los m3 e in3 al 
multiplicar por el volumen de la probeta. 
c) Tenacidad unitaria (𝑻𝒖) 
Se refiere a la energía que absorbe un cuerpo desde su estado inicial sin carga hasta su fractura. Es el trabajo que se aplica 
al material hasta fracturarlo. La fórmula que se usa para calcular la tenacidad es: Tu= (σ y + u/2) f ; donde se multiplica el 
esfuerzo de cedencia por el esfuerzo máximo, se divide entre dos y se multiplica por la deformacion de ruptura y de esa 
manera se obtiene la tenacidad unitaria, las unidades son: iguales a la resiliencia unitaria. 
d) Tenacidad Total (𝑻𝒕) 
La tenacidad total al igual que la resiliencia total se multiplica por el volumen para referirnos a la probeta usada en el ensayo. 
Y se calcula de la siguiente manera: Tt= Tu(Vo), y las unidades de volumen se eliminan y solo nos quedan los kgf*m o lb*in. 
5. Ductilidad 
 
Definición: 
Es la capacidad de los materiales para deformarseplásticamente, entre más se deforme plásticamente un material más dúctil 
es. 
a) Porciento de elongación (%𝜺) 
El porcentaje de elongación se refiere a que tanto se está deformando el material al ponerlo a prueba en un ensayo 
mecánico. 
 Se calcula de la siguiente manera: %𝜺= (Lf-Lo/Lo)*100; donde Lf es la longitud final, Lo longitud inicial. 
b) Porciento de reducción de área (%𝑹𝑨) 
El porciento de reducción de área sirve para determinar que tanto se deforma el material al igual que el porcentaje de 
elongación. 
 Se calcula: %RA= (Ao-Af/Ao)*100. 
 
 
6. Tabla de Resultados ODAA DESIGN. 
Resultados del ensayo estático de tensión 1. 
1 Estándar ASTM E8 
2 Material Acero Suave A 618 
3 Longitud recta Lr 8.5 plg 
4 Longitud inicial Li 8 
plg 
5 Longitud final Lf 10.5 
plg 
6 Diámetro inicial Di 1 
plg 
7 Diámetro final Df .613 
Plg 
8 Área inicial Ai 0.7853975 plg2 
9 Área final Af 0.295128033 plg2 
10 Volumen V 6.67587875 plg3 
11 Módulo de Elasticidad E* 31042638.89 Psi 
12 Esfuerzo de cedencia o fluencia y 40374.46007 Psi 
13 Deformación de cedencia y 0.0013411765 Plg/plg 
14 Carga de cedencia Py 31710 Lbf 
15 Esfuerzo último o máximo u 68118.37318 Psi 
16 Deformación de esfuerzo máximo u 
0.176470588 
Plg/ plg 
17 Carga máxima Pu 53500 Lbf 
18 Esfuerzo de fractura f 49401.73606 Psi 
19 Deformación de fractura f 0.294117647 Plg/ plg 
20 Carga de fractura Pf 38800 Lbf 
21 Resiliencia elástica unitaria Reu 27.074456 Lbf*in/in3 
22 Resiliencia elástica total Ret 180.7457908 Lbf*in 
23 Tenacidad unitaria Tu 15731.46615 Lbf*in/in3 
24 Tenacidad total Tt 105086.1939 Lbf*in 
25 Porciento de elongación % 31.25 % 
26 Porciento de reducción de área %Ra 62.42 
 
 
 
 
 
 
7. Referencias 
• 5.2.- Rigidez. (s. f.). XUNTA. Recuperado 5 de septiembre de 2021, de 
https://www.edu.xunta.gal/centros/espazoAbalar/aulavirtual/pluginfile.php/284/mod_resource/content/1/10_pa
quetes/Paquetes_web/4_estructuras/52_rigidez.html#:%7E:text=Rigidez%20es%20la%20capacidad%20que%20tie
nen%20los%20elementos,tras%20un%20esfuerzo%2C%20se%20dice%20que%20son%20deformables. 
• DMCA, G. (s. f.). Trabajo de Energia de Deformacion - VSIP.INFO. Vsip.Info. Recuperado 5 de septiembre de 2021, de 
https://vsip.info/trabajo-de-energia-de-deformacion-pdf-free.html 
• Resistencia Mecánica | Construpedia, enciclopedia construcción. (s. f.). Construpedia. Recuperado 5 de septiembre 
de 2021, de https://www.construmatica.com/construpedia/Resistencia_Mec%c3%a1nica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://www.edu.xunta.gal/centros/espazoAbalar/aulavirtual/pluginfile.php/284/mod_resource/content/1/10_paquetes/Paquetes_web/4_estructuras/52_rigidez.html#:%7E:text=Rigidez%20es%20la%20capacidad%20que%20tienen%20los%20elementos,tras%20un%20esfuerzo%2C%20se%20dice%20que%20son%20deformables
https://www.edu.xunta.gal/centros/espazoAbalar/aulavirtual/pluginfile.php/284/mod_resource/content/1/10_paquetes/Paquetes_web/4_estructuras/52_rigidez.html#:%7E:text=Rigidez%20es%20la%20capacidad%20que%20tienen%20los%20elementos,tras%20un%20esfuerzo%2C%20se%20dice%20que%20son%20deformables
https://www.edu.xunta.gal/centros/espazoAbalar/aulavirtual/pluginfile.php/284/mod_resource/content/1/10_paquetes/Paquetes_web/4_estructuras/52_rigidez.html#:%7E:text=Rigidez%20es%20la%20capacidad%20que%20tienen%20los%20elementos,tras%20un%20esfuerzo%2C%20se%20dice%20que%20son%20deformables
https://vsip.info/trabajo-de-energia-de-deformacion-pdf-free.html
https://www.construmatica.com/construpedia/Resistencia_Mec%c3%a1nica