Ex.Sept16-17
Defina el alargamiento unitario. Usando una gráfica de
tensión-deformación, explique qué es el módulo de elasticidad longitudinal y la
resistencia a tracción de un material (0,5
puntos).
Es el incremento de longitud con respecto a la longitud inicial que sufre una pieza o
probeta cuando es sometida a un ensayo de tracción o un esfuerzo de tracción..
Su símbolo es “épsilon” y su fórmula es incremento de longitud/longitud
inicial. Es adimensional.
El módulo de elasticidad está representado por la letra E.
Se mide en Pa, KN/mm2, y es una característica propia de cada
material. Es decir que el aluminio o el cobre tienen módulos de elasticidad
diferentes que nos muestran cuanto es capaz de estirarse un determinado
material respecto a la fuerza que se le aplica.
La tracción es la fuerza o par de fuerzas que intenta
estirar una pieza (direcciones opuestas a su centro), así que la resistencia a
la tracción es la capacidad de una pieza de soportar esfuerzos de
tracción.
Explique en
qué consiste el ensayo Brinell y la propiedad mecánica que se determina con él
Es un ensayo al que se somete un material para determinar
(cuantificar) la dureza de un material. Su procedimiento consiste en presionar
con una fuerza conocida el material de ensayo mediante un vástago acabado en
una bola de 5 – 10 mm usualmente durante unos segundos. Cuando pasan estos
segundos se mide el diámetro de la huella que ha dejado (d) y se introduce en
la fórmula, donde F es la fuerza y D el diámetro de la bola:
Explique brevemente en qué consiste la fatiga
de un material
Es la disminución de la resistencia de un material cuando
está sometido a cargas cíclicas que son inferiores a la capacidad de
resistencia del material, pero que por repetición le pueden afectar seriamente a
su estructura y en consecuencia resistencia.
El diagrama de Wöhler determina la fatiga del material o la
tensión que soporta con respecto a un número de repeticiones al que se someta.
Explique la
diferencia entre resiliencia y tenacidad
Resiliencia es una propiedad determinada por el ensayo de
Charpy, que consiste en cuantificar cuánta energía por mm2 es capaz
de resistir una probeta en un ensayo.
Tenacidad es la capacidad de absorber energía por impactos
antes de deformarse un material permanentemente y la Resiliencia determina
cuanta energía absorbe un material o en su ruptura o en su deformación plástica.
Curso 15/16
c) Explicar la
diferencia entre oxidación y corrosión de los metales (0,5 puntos).
La oxidación es un envejecimiento de un metal, con la
consecuente pérdida de propiedades, como consecuencia de que el metal de la
superficie se asocie químicamente con el oxígeno atmosférico.
La corrosión también es un envejecimient5o del metal pero
como consecuencia no de la asociación química del metal con el oxígeno, sino
con un medio líquido como podría ser el agua marina. Un ejemplo claro serían
las chapas del casco de las embarcaciones o las barandillas de acero que están
cerca del mar.
c) Explicar la relación que existe entre la tensión y la
deformación unitaria cuando se trabaja por debajo del límite elástico. ¿En qué
unidades se miden estas magnitudes?
Los dos términos están
referidos a ensayos de tracción. La tensión es la fuerza por unidad de
sufercicie que se aplica a la probeta sometida al ensayo de tracción y se mide
en KN/mm2 o en MPa habitualmente (N/m 2 en el SI)
La deformación unitaria es
el aumento de longitud con respecto a la longitud inicial que sufre la probeta
en este ensayo. Es adimensional, ya que divide aumento de milímetros entre los
milímetros iniciales de la pieza. En la zona elástica su relación proporcional,
es decir, a cada incremento de tensión, le corresponde un incremento de
longitud, según la fórmula:
E · € = F/S à E · (Lf-Lo)/Lo =
F/S
C) Indicar y
definir, sobre un diagrama de tracción, el límite de proporcionalidad y el
límite de elasticidad
c) Razonar si el módulo de Young de un
material cerámico es, en general, mayor o menor que el de un material
polimérico
El módulo E que se mide en KN/mm2, mide la cantidad de fuerza
por sección que un material es capaz de soportar. Si imaginamos dos barras o
probetas idénticas, una de cristal (cerámico) y otra de plástico (polímero),
sometidas a un esfuerzo de tracción, el material cerámico será capaz de
soportar mucha más fuerza de tracción, por lo que tendrá un módulo E mucho
mayor. La fractura será recta además casi sin estirar. El material plástico sin
embargo estirará más y romperá con fractura dúctil.
Como ejemplo, decir que el diamante tiene un módulo E = 1000 GPa y que el
nylon por ejemplo tiene 2’8 GPa
c) Dibujar
un diagrama de tracción característico de un material dúctil y de otro frágil,
indicando las diferencias
Un material
dúctil es aquel se puede estirar en hilos fácilmente, es decir, se le supone
mucha elasticidad, eso supone que ante poco esfuerzo el material se estirará
mucho y la pendiente de la zona proporcional tendrá poca inclinación. Además en
la zona plástica, estirará muchísimo antes de romperse.
Un material
frágil, estira poco ante el esfuerzo aplicado, eso significa que la inclinación
de la zona elástica será de mucha inclinación. Y en cuanto se someta a un
esfuerzo mayor, romperá casi sin estirar.
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