Comportamiento de materiales bajo fuerza, Diapositivas de Física

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FÍSICA- Clase IV

Elasticidad y

deformación

Una estructura es un conjunto de elementos unidos entre sí capaces de soportar las fuerzas que actúan sobre ella, conservando su forma. Los elementos de una estructura deben de aguantar, además de su propio peso, otras fuerzas y cargas exteriores que actúan sobre ellos. Al conjunto de fuerzas que actúan sobre la estructura se les denomina carga o acciones. La estructura, según el principio físico de acción y reacción, para mantenerse en equilibrio con las fuerzas que actúan sobre ella tiene que contraponer otras fuerzas iguales y de sentido contrario. Al conjunto de fuerzas con las que la estructura reacciona ante las cargas se las denomina reacciones. Las fuerzas de reacción se ejercen en los puntos por donde la estructura está sujeta, o bien por donde se unen los diferentes elementos de la misma. A estos puntos de unión se les denomina apoyos.

Tensión es la reacción que se produce en el interior de la pieza a ensayar, cuando sobre ésta se aplica una carga. La tensión es siempre de la misma magnitud y de sentido contrario a la carga aplicada. Se mide en Pascales, que es la tensión que genera una carga de un Newton de fuerza aplicada sobre una superficie de un metro cuadrado.

• Tensión de compresión es la que se opone a una fuerza que tiende a comprimir el cuerpo. Se produce sometiendo al cuerpo a dos cargas de igual dirección y sentido contrario y convergente. Trabajan fundamentalmente a compresión los soportes o pilares, las patas de los muebles, los cimientos,…

Las fuerzas que actúan sobre un objeto sometido a torsión tratan de retorcerlo, de girarlo en dos direcciones contrarias

Cuando se libera la carga a la que sometemos al material, la tensión desaparece, pero la deformación puede desaparecer o no. En función de esto tenemos dos tipos de deformación: deformación elástica y deformación plástica. Deformación elástica es la que desaparece por completo cuando el material se descarga Deformación plástica es la que es la que no se recupera al cesar la carga aplicada

Deformación

(A) – ETAPA ELÁSTICA LINEAL En la primera parte de esta región (0-1) el material se comporta de forma perfectamente elástica, existiendo una respuesta lineal de deformación ante las tensiones, y habiendo una plena recuperación de las deformaciones tras retirar las tensiones, cumpliéndose por tanto la ley de Hooke. Esta zona define las constantes elásticas del material y por tanto su rigidez. Queda delimitada por el Límite de Proporcionalidad (1).

 (^) Al final de esta región, con tensiones más altas, comienza una zona ligeramente no-proporcional (1-2) en la que no hay una correspondencia lineal, aunque NO existe deformación irreversible, por lo que por simplificación, se la incluye en la zona perfectamente elástica. El límite absoluto de esta zona se denomina Límite Elástico (2) y por convención se corresponde con una deformación unitaria del 0,2%.  (^) El cálculo habitual de estructuras se realiza siempre en esta etapa, el dominio elástico del material, para asegurar que al desaparecer las acciones el material vuelve a su forma original, sin deformaciones remanentes.