Diagramas de esfuerzo reportados

Vista previa del material en texto

Diagramas investigados 
Metal 
Aceros al carbono 
La American Society for Testing and Materials (ASTM) tiene como función realizar 
todas las pruebas necesarias para comprobar que los materiales cumplen con los 
requerimientos estructurales que son necesarios para su utilización. La ASTM utiliza 
características de los materiales para clasificarlos, según su composición y las 
propiedades mecánicas que poseen, además se indican los posibles usos de esos 
materiales, según las normas que lo indiquen, por ejemplo, los materiales para 
soldadura, para construcción de casas, edificios o puentes, etc. 
Los aceros al carbono son los materiales más estudiados, a fin de obtener 
materiales con propiedades mejoradas, y eso sólo se puede lograr a partir de la 
aleación de los metales con otros elementos. Existen muchos procesos que se han 
desarrollado para obtener aleaciones de materiales, la mayoría involucran procesos 
de temperatura elevados que permitan el cambio estructural de los materiales. 
Entre los aceros más comunes se encuentran el ASTM A-36 que es el más utilizado 
en perfiles de laminado en caliente tiene un esfuerzo de fluencia de 2530 Kg/cm2 
(250 MPa, 36 ksi), se desarrolló para estructuras remachadas, atornilladas y 
soldadas. 
ASTM A-29. 
Se usa con mucha frecuencia en la construcción de edificios de acero, también es 
un grado de acero común en barras y perfiles (ángulos, canales de calidad 
estructural). Las resistencias a la 
fluencia y máxima son de 42 y 60 ksi 
a 5 975 Kg/cm2. 
En el diagrama observamos las 
curvas de esfuerzo- deformación de 
algunos aceros, donde podemos 
encontrar las diferencias entre la 
composición y el cambio en las 
propiedades. Es decir, cuales tienen Ilustración 2.- Diagrama esfuerzo-deformación de ingeniería para los 
diferentes grados de aceros estructurales 
 
mejor resistencia y de esta manera determinar cuáles son los mejores para una 
aplicación específica. Vemos que tienen una región lineal muy marcada, y el punto 
donde se diferencian los distintos tipos de acero es el punto de fluencia, donde 
tienen una pequeña zona de plasticidad, es decir, el material se ha deformado, pero 
sin regresar al estado normal, y el % de ε va disminuyendo en función de la 
composición de la aleación, entre más resistente es al esfuerzo, menor deformación 
resiste, y la fractura sucede a menor deformación (Días del Castillo- Rodríguez, 
2019). 
En la tabla 1 se muestran los valores de las propiedades de las distintas aleaciones 
de los materiales estructurales más utilizados. 
Tabla 1.- Propiedades mecánicas de algunos aceros estructurales. 
 
 
 
 
 
 
Elastómeros 
El análisis de la poliamida 6 se llevó a cabo mediante la utilización de una probeta 
de 400 mm con una longitud de ensayo de 200 mm, la anchura de la probeta es de 
50 ± 0.5 mm y el espesor de la probeta es de 0.280 ± 0.0005mm. 
Con el objetivo de encontrar el módulo de Young, se aproximan dos zonas elásticas. 
La gráfica presenta visiblemente 4 zonas diferenciables. En el primer tramo se 
presenta la primera zona elástica correspondiente al estiramiento de las cadenas 
moleculares y el ordenamiento de las mismas. En el segundo tramo de la gráfica se 
presenta una zona de transición, en ella las cadenas moleculares de la zona amorfa 
van ordenándose entre sí y estirándose en la dirección de tracción aportando mayor 
resistencia a la fibra. En la tercera parte de la gráfica se presenta la segunda zona 
elástica. Aquí las cadenas moleculares se han ordenado entre sí presentando una 
mayor resistencia. Y por último la cuarta zona diferenciable nos permite apreciar un 
tramo curvo antes de la rotura debido al rompimiento prematuro de algunas fibras 
que hacen disminuir la resistencia 
global. Se puede observar que la 
curva no es muy pronunciada 
debido a que el rompimiento es 
casi repentino. 
Para realizar los cálculos utilizaron 
las fórmula de deformación de 
Green- Lagrange (Vallecillo 
Ascariz, 2010). 
En tal caso, utilizaron las 
siguientes ecuaciones: 
Tabla 2 Gráfico tensión- deformación de poliamida 6 
 
𝜀 =
𝑙𝑓−𝑙0
𝑙0
 (7) 
 
Donde: 
ε: es la deformación infinitesimal 
L0: es la longitud inicial de la probeta (mm) 
Lf: es la longitud de la probeta en el punto determinado (mm) 
𝐸𝐺 =
𝑙𝑓
2−𝑙0
2
2⋅𝑙0
2 (8) 
Donde: 
EG: es la deformación de Green- Lagrange 
Lf: es la longitud de la probeta en el punto determinado (mm) 
L0: es la longitud inicial de la probeta (mm) 
𝐸𝐿 = ln (
𝑙𝑓
𝑙0
) (9) 
EL: es la deformación Logaritmica 
Lf: es la longitud de la probeta en el punto determinado (mm) 
L0: es la longitud inicial de la probeta (mm) 
𝐸 =
𝜎
𝜀
 (10) 
E: es el módulo de elasticidad (MPa) 
σ es la tensión aplicada a la probeta (MPa) 
ε es la deformación infinitesimal de la probeta