Tensión-deformación deutsch
Los polímeros impresos presentan una amplia gama de comportamientos de tensión-deformación, como se muestra en la siguiente figura. El polímero frágil (curva roja) se deforma elásticamente y se fractura antes de deformarse plásticamente. La curva azul es un polímero plástico y es similar a las curvas de muchos metales. Su comportamiento comienza en la región de deformación elástica lineal. Cuando la curva pasa de la deformación elástica a la plástica, suele haber un pico de tensión. En el caso de los materiales poliméricos, este pico de tensión se identifica como el límite elástico. A medida que el material se estira más, se produce la fractura. El valor de la tensión cuando se produce la fractura se define como la resistencia a la tracción para los materiales poliméricos. La resistencia a la tracción puede ser mayor, igual o menor que el límite elástico. La curva verde corresponde a una clase de polímeros conocidos como elastómeros. Estos materiales presentan una elasticidad similar a la del caucho y vuelven a su forma original a menos que se extiendan hasta el punto de fractura.
Aunque algunas de las curvas de tensión-deformación de los polímeros pueden parecerse a las de los metales, los polímeros son mecánicamente diferentes a los metales (o la cerámica). Un polímero muy elástico puede estirarse más de 10 veces la longitud original antes de romperse, mientras que un metal puede estirarse elásticamente un 10% de la longitud original y puede estirarse plásticamente hasta el doble de la longitud original antes de alcanzar su punto de fractura. Como se ve en la figura siguiente, los valores de módulo elástico más grandes de los polímeros están muy por debajo de los valores de la cerámica y los metales.
Curva tensión-deformación polímero
ImprimirEs difícil medir el límite elástico de los materiales cerámicos, ya que tienden a fracturarse antes de entrar en la región de deformación plástica, es decir, son frágiles. Ejemplos de dos materiales frágiles que se fracturan antes de entrar en la región de deformación plástica son el óxido de aluminio y el vidrio, como se muestra en la figura siguiente.
Los ensayos de tracción de las cerámicas frágiles no suelen realizarse. Es difícil dar forma a estos materiales en la estructura de ensayo adecuada, es difícil agarrar el material frágil sin romperlo y es difícil alinear las muestras de ensayo para evitar tensiones de flexión que pueden destruir la muestra. En el caso de las cerámicas frágiles, se utiliza un aparato de flexión de tres puntos (que se muestra en la figura siguiente) para determinar el comportamiento tensión-deformación, y los resultados de la medición se utilizan para calcular un módulo de elasticidad equivalente.
Ahora que ha sido introducido al comportamiento mecánico de la cerámica, por favor vaya a su libro de texto electrónico y lea más sobre este tema en las páginas 84 a 86 en el Capítulo 4 de Materiales para el Mundo de Hoy, Edición Personalizada para Penn State University. Cuando termine la lectura pase a la siguiente página web.
Tensión de la ingeniería
La tensión es la fuerza aplicada a una determinada área de la sección transversal que tiende a deformar el objeto. Un término importante que hay que conocer es el de tensión de ingeniería, o tensión nominal, que difiere de la tensión verdadera en su aproximación al área de la sección transversal real utilizando el área de la sección transversal original.
Lo único que hay que saber por ahora es que la curva de tensión de ingeniería representa una disminución de la pendiente del gráfico de tensión frente a la deformación, lo que indica una subestimación de la verdadera relación tensión-deformación.
La tensión de tracción es la tensión aplicada que estira el objeto en la dirección paralela al eje. La tensión de compresión es la tensión aplicada que comprime el objeto en la dirección paralela al eje. La tensión de cizallamiento es la tensión aplicada que provoca una deformación en la dirección paralela al área de la sección transversal.
Polímero de endurecimiento por deformación
La mayoría de las propiedades mecánicas están relacionadas con la deformación de alguna manera. Dado que la deformación es la forma en que un material se mueve en respuesta a una fuerza, la fuerza y el desplazamiento serán esenciales para definir la mayoría de las propiedades mecánicas.
Sin embargo, la fuerza y el desplazamiento son propiedades extrínsecas. Eso significa que están relacionadas con la cantidad de material que se tiene. Un edificio puede soportar mucha más fuerza que una cuchara simplemente porque el edificio es más grande. Del mismo modo, el edificio puede oscilar varios centímetros con el viento, mientras que una cuchara experimentará un desplazamiento imperceptible en el vendaval más fuerte.
La tensión es la fuerza por área de sección transversal que soporta un material. La deformación es el porcentaje de cambio en la longitud del material. La curva tensión-deformación es la forma más sencilla de describir las propiedades mecánicas del material. La curva tensión-deformación puede proporcionar información sobre la resistencia, la tenacidad, la rigidez y la ductilidad de un material, entre otras cosas.
Ahora que tenemos la fuerza y el desplazamiento, podemos medir muestras de muchas formas diferentes. El edificio se deforma más que una cuchara cuando sopla el viento, pero eso es porque el 0,1% de un edificio de 100 metros es 10 centímetros, pero el 0,1% de una cuchara de 10 centímetros es 0,1 mm.