Curva tension-deformación

Cuando se aumenta gradualmente la carga axial por incrementos de carga, se mide el alargamiento de la longitud patrón para cada incremento, continuando de este modo hasta que se produce la rotura de la probeta.

Conociendo el área original de la sección transversal de la probeta puede obtenerse la tensión normal, representada por v, para cada valor de la carga axial, simplemente utilizando la relación donde P representa la carga axial en kilogramos

y A el área primitiva de la sección transversal. Con v arios pares de valores de la tensión normal a y de la deformación normal e podemos representar gráficamente los datos experimentales tomando estas cantidades como ordenadas y abscisas, respectivamente. Así se obtiene un diagrama tensión-deformación del material para este tipo de carga. Este diagrama puede adoptar numerosas formas; en la Fig.2.5 se representan varios gráficos típicos de materiales usados normal mente en ingeniería.

Para un metal como el acero estructural de bajo contenido en carbono, los datos se agrupan aproximadamente como se indica en la Fig. 2.5a; para un material de los llamados frágiles como la fundición, el gráfico aparece como en la Fig. 2.5b, mientras que para la goma es típico el diagrama 2.5c.

Materiales dúctiles y frágiles. Los materiales metálicos usados en la ingeniería se clasifican generalmente en dúctiles y frágiles. Un material dúctil es el que tiene un alargamiento a tracción relativamente grande hasta llegar- al punto de rotura (por ejemplo, el acero estructural o el aluminio), mientras que un material frágil tiene una deformación relativamente pequeña hasta el mismo punto.

Frecuentemente se toma como línea divisoria entre las dos clases de materiales un alargamiento arbitrario de 0,05 cm/cm. La fundición y el hormigón son ejemplos de materiales frágiles.

Ley de Hooke. Para un material cuya curva tensión-deformación es similar a la de la Fig. 2.5a resulta evidente que la relación entre tensión y deformación es lineal para los valores relativa-mente bajos de la deformación.

Esta relación lineal entre el alargamiento y la fuerza axial que lo produce (pues cada una de estas cantidades difiere solo en una constante de la deformación v la tensión. respectivamente) fue observada por primera vez por sir Robert Hooke en 1678 y lleva el nombre de ley de Hooke. Por tanto, para describir esta zona inicial del comportamiento del material, podemos escribir , donde E representa la pendiente de la parte recta (OP) de la curva tensión-deformación de la Figura 2.5a.

Fuente: Apuntes de Resistencia de Materiales de la Unideg