Glosario de términos clave de resistencia de materiales: esfuerzos, deformación y ensayo de tracción

Este glosario define los términos fundamentales utilizados en el estudio de la resistencia de materiales, un campo esencial en la ingeniería y la ciencia de los materiales.

Conceptos Fundamentales

ESFUERZO: Conjunto de fuerzas y momentos estáticamente equivalentes a la distribución de tensiones internas sobre el área de sección.

NORMAL: Viene dado por el resultado de tensiones normales, perpendiculares al área.

CORTANTE: Similar al esfuerzo normal, pero tangencial al área.

DEFORMACIÓN: Cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos.

DEF. PLÁSTICA: Deformación irreversible y permanente; el material no regresa a su estado original después de retirar la carga.

DEF. ELÁSTICA: Deformación reversible; el cuerpo se recupera al retirar la fuerza aplicada.

DEF. TOTAL: Cambio total de longitud de un miembro estructural.

DEF. UNITARIA: Cambio en la longitud por unidad de longitud.

TENSIÓN: Fuerza interna aplicada que actúa por unidad de superficie o área; es el efecto de aplicar fuerza sobre una forma alargada.

FLEXIÓN: Deformación que experimenta un elemento estructural alargado en dirección perpendicular a su eje.

TORSIÓN: Deformación de un eje producto de la acción de dos fuerzas paralelas con direcciones contrarias en sus extremos.

CARGA: Fuerza exterior que actúa sobre un cuerpo.

RESISTENCIA: Capacidad para resistir una fuerza aun cuando haya deformación.

RIGIDEZ: Capacidad para resistir una fuerza sin deformarse.

ESFUERZOS: Fuerzas internas debidas a las cargas a las que está sometido un elemento resistente.

Tipos de Carga

ESTÁTICA: Se aplica gradualmente desde un valor inicial cero hasta su valor máximo.

DINÁMICA: Se aplica a una velocidad determinada.

SÚBITA: El valor máximo se aplica instantáneamente.

• De choque libre: Producida por la caída de un cuerpo sobre un elemento resistente.
• De choque forzado: Una fuerza obliga a dos masas que han colisionado a seguir deformándose.

Clasificación de Esfuerzos

FUERZA: Esfuerzos que generan desplazamiento.

TRACCIÓN: Esfuerzo en el sentido del eje que tiende a alargar las fibras.

COMPRESIÓN: Tracción negativa; las fibras se acortan.

MOMENTO: Esfuerzos que generan giros.

FLEXIÓN: El cuerpo se flexa, alargándose unas fibras y acortándose otras.

TORSIÓN: Las cargas tienden a retorcer las piezas.

Otros Tipos de Esfuerzos

COMPUESTOS: Una pieza se somete simultáneamente a varios esfuerzos simples, superponiéndose sus acciones.

VARIABLES: Varían de valor e incluso de signo; cuando la diferencia entre el máximo y el mínimo es 0, se llama alternado y puede ocasionar rotura por fatiga.

Ensayo de Tracción

Serie de pruebas a los materiales para evaluar su comportamiento, estudiar sus características de posible utilización y detectar defectos. Se realiza con probetas de dimensiones normalizadas, sometidas a esfuerzos progresivos, y permite estudiar el alargamiento en función de la fuerza.

ALARGAMIENTO ELÁSTICO: Pequeño y proporcional a los esfuerzos; cuando el esfuerzo cesa, la probeta recupera su estado inicial (zona elástica).

ALARGAMIENTO PERMANENTE: Grande; cuando cesa la fuerza, la deformación permanece (zona plástica).

ZONA DE ESTRICCIÓN: Zona del centro de la probeta que finaliza en rotura.

LÍMITE DE PROPORCIÓN: Máxima tensión que se puede producir en la zona elástica.

LÍMITE DE FLUENCIA: Surge a partir del punto donde se produce una deformación del 0.2%.

CARGA DE ROTURA: Carga máxima por unidad de sección que resiste el material antes de romperse.

ALARGAMIENTO DE ROTURA: Alargamiento que sufre el material antes de romperse.

ESTRICCIÓN: Reducción de la sección que sufre la probeta en la zona de rotura. Se usa para evaluar el grado de ductilidad de los materiales.

LÍMITE ELÁSTICO: Valor máximo de tensión que puede soportar un material manteniendo su comportamiento elástico.

MÓDULO DE ELASTICIDAD: Relación existente entre la tensión aplicada y el alargamiento producido.

LEY DE HOOKE: KP=E*e

ZONA ELÁSTICA: Rango de tensiones para que se cumpla una relación cuasilineal entre tensión (sig) y deformación (e); aquí el material se comporta como un resorte.

ZONA PLÁSTICA: Zona delimitada por tensiones superiores al límite elástico; el material se deforma permanentemente.