Mecanica de Materiales - 7ma.Ed_James

SECCIÓN 1.3 Propiedades mecánicas de los materiales 15
1.3 PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES
El diseño de máquinas y estructuras para que funcionen apropiadamente requiere
que comprendamos el comportamiento mecánico de los materiales
empleados. En general, la única forma para determinar cómo se comportan
los materiales cuando se someten a cargas es realizar experimentos en el laboratorio.
El procedimiento usual es colocar muestras pequeñas del material
en máquinas de ensayo, aplicar las cargas y luego medir las deformaciones
resultantes (como cambios de longitud y diámetro). La mayor parte de los
laboratorios de pruebas de materiales están equipados con máquinas capaces
de cargar las muestras de diversas maneras, incluyendo cargas estáticas
y dinámicas en tensión y compresión.
En la figura 1.7 se muestra una máquina para ensayos de tensión
común. La muestra de ensayo se coloca entre las dos mordazas grandes de
la máquina y luego se carga a tensión. Dispositivos de medición registran
las deformaciones unitarias y los sistemas de control automático y de procesamiento
de datos (a la izquierda en la fotografía) tabulan y grafican los
resultados.
En la figura 1.8 se muestra una vista más detallada de una muestra
para ensayo de tensión. Los extremos de la muestra circular se amplían en
la región donde se colocan en las mordazas para que no ocurra la falla cerca
de éstas. Una falla en los extremos no producirá la información deseada
acerca del material, debido a que la distribución del esfuerzo cerca de las
mordazas no es uniforme, como se explicó en la sección 1.2. En una muestra
apropiadamente diseñada, la falla sucederá en su parte prismática donde la
distribución del esfuerzo es uniforme y la barra está sometida sólo a tensión
pura. Esta situación se muestra en la figura 1.8, donde la muestra de acero
se fracturó ante la carga. El dispositivo a la derecha, que está conectado me-
FIGURA 1.7 Máquina para ensayos
de tensión con sistema automático de
procesamiento de datos. (Cortesía de MTS
Systems Corporation.)