Tipos de cepas mecánicas
Descripción de la deformación
Ladeformación es una medida adimensional de la deformación que representa el desplazamiento entre las partículas de un cuerpo material con respecto a una longitud de referencia. Cuantifica cuánto se estira o comprime un material cuando se somete a fuerzas externas.
Tipos de deformación
Deformación por tracción
La deformación por tracción se produce cuando un material se estira o se alarga. Se caracteriza por un aumento de la longitud a lo largo de la dirección de la fuerza aplicada.
Deformación por compresión
La deformación por compresión se produce cuando un material se comprime o acorta. Implica una disminución de la longitud bajo la influencia de fuerzas de compresión.
Deformación por cizallamiento
La deformación por cizallamiento es la deformación resultante de la aplicación de fuerzas paralelas a la superficie del material, que provocan el deslizamiento de las capas entre sí.
Deformación volumétrica
La deformación volumétrica se refiere al cambio de volumen de un material cuando se somete a una presión uniforme que afecta a todas las dimensiones.
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Tipo de deformación |
Descripción |
Aplicaciones comunes |
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Deformación por tracción |
Estiramiento o alargamiento de un material |
Fabricación de cables, puentes |
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Deformación por compresión |
Compresión o acortamiento del material |
Pilares, soportes de edificios |
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Esfuerzo cortante |
Deformación por deslizamiento paralela a la dirección de la fuerza |
Juntas de cizallamiento, engranajes mecánicos |
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Deformación volumétrica |
Cambio de volumen bajo presión uniforme |
Hidráulica, ensayo de materiales |
Unidades de deformación
La deformación es una magnitud adimensional, es decir, no tiene unidades. A menudo se expresa en forma de relación o porcentaje, como milistrain (mε), donde 1 mε = 10-³ deformación.
Esfuerzo frente a deformación
Aunque tanto la tensión como la deformación están relacionadas con las fuerzas aplicadas a los materiales, describen aspectos diferentes:
Latensión es la fuerza interna por unidad de superficie dentro de un material que surge de fuerzas aplicadas externamente. Se mide en unidades como los pascales (Pa).
La deformación mide la deformación o el desplazamiento resultante debido a la tensión aplicada. Es adimensional e indica cuánto se deforma un material en respuesta a la tensión.
Factores que afectan a la deformación
Hay varios factores que influyen en la deformación de los materiales:
- Propiedades del material: La elasticidad y la ductilidad de los distintos materiales varían, lo que afecta a su deformación bajo la fuerza.
- Temperatura:Las temperaturas elevadas pueden hacer que los materiales sean más flexibles, alterando su respuesta a la deformación.
- Ritmo de carga: La aplicación rápida de fuerza puede dar lugar a diferentes comportamientos de deformación en comparación con la carga gradual.
Aplicaciones de la mecánica de deformaciones
- Ingeniería estructural: la mecánica de deformaciones ayuda a diseñar edificios, puentes y otras estructuras para garantizar que puedan soportar la deformación sin fallar.
- Ensayos de materiales: las mediciones de deformación son cruciales para comprobar la resistencia y ductilidad de los materiales durante el desarrollo de nuevas aleaciones y materiales compuestos.
- Fabricación: Procesos como la forja, la extrusión y el laminado dependen de la deformación controlada para dar forma a los materiales de manera eficaz.
- Análisis de fallos: conocer la deformación ayuda a determinar la causa de los fallos de los materiales, especialmente cuando éstos sufren una deformación plástica excesiva o se fracturan.
Preguntas más frecuentes
¿Cuál es la principal diferencia entre tensión y deformación?
La tensión mide la fuerza interna por unidad de superficie dentro de un material, mientras que la deformación cuantifica la deformación o el desplazamiento resultante debido a esa tensión.
¿Por qué la deformación se considera adimensional?
La deformación es una relación entre la deformación y la longitud original, lo que anula las unidades y la hace adimensional.
¿Cómo se mide la deformación por tracción en los materiales?
La deformación por tracción suele medirse con galgas extensométricas que detectan cambios en la resistencia eléctrica a medida que el material se estira.
¿La deformación puede ser tanto positiva como negativa?
Sí, la deformación por tracción es positiva e indica estiramiento, mientras que la deformación por compresión es negativa e indica compresión.
¿Qué factores pueden influir en la deformación de un material?
Las propiedades del material, la temperatura y la velocidad a la que se aplica la fuerza son factores clave que afectan a la cantidad de deformación de un material.
