Stress strain
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Stress strain
Las propiedades mecánicas, entre todas las propiedades de los materiales plásticos, son a menudo las propiedades más importantes porque prácticamente todas las condiciones de servicio y la mayoría de las aplicaciones de uso final implican algún grado de carga mecánica. La comprensión básica del comportamiento tensión-deformación de los materiales plásticos es de suma importancia para los ingenieros de diseño. En la figura se ilustra uno de esos diagramas típicos de tensión-deformación (deformación por carga). Para una mejor comprensión de la curva tensión-deformación, es necesario definir algunos términos básicos que están asociados con el diagrama de tensión-deformación.
Estrés. La fuerza aplicada para producir deformación en una unidad de área de una muestra de prueba. La tensión es una relación entre la carga aplicada y el área de la sección transversal original expresada en lb/pulg.
Cepa. La relación entre el alargamiento y la longitud de calibre de la muestra de ensayo, o simplemente, el cambio de longitud por unidad de la longitud original (Δl/l). Se expresa como una relación adimensional. Alargamiento. El aumento en la longitud de una muestra de ensayo producido por una carga de tracción.
Límite de elasticidad. El primer punto de la curva tensión-deformación en el que se produce un aumento de la deformación sin el aumento de la tensión.
Fuerza de producción. La tensión a la que un material exhibe una desviación límite especificada de la proporcionalidad de la tensión a la deformación. A menos que se especifique lo contrario, esta tensión estará en el punto de fluencia. Límite proporcional. La mayor tensión a la que un material es capaz de soportar la carga aplicada sin ninguna desviación de la proporcionalidad de la tensión a la deformación (ley de Hooke). Esto se expresa en lb/pulg.
Módulo de elasticidad. La relación entre la tensión y la deformación correspondiente por debajo del límite proporcional de un material. Se expresa en F / A, generalmente lb/pulg. Esto también se conoce como módulo de Young. Un módulo es una medida de la rigidez del material. Fuerza final. La tensión unitaria máxima que soportará un material cuando se someta a una carga aplicada en compresión, tensión o cizallamiento. Esto se expresa en lb/pulg.
Módulo secante. La relación entre la tensión total y la deformación correspondiente en cualquier punto específico de la curva tensión-deformación. También se expresa en F/A o lb ì/in.
El diagrama de esfuerzo-deformación que se ilustra en la figura es típico del que se obtiene en tensión para una tasa de carga constante. Sin embargo, las curvas obtenidas de otras condiciones de carga, como compresión o cizallamiento, son bastante similares en apariencia. La porción inicial de la curva tensión-deformación entre los puntos A y C es lineal y sigue la ley de Hooke, que establece que para un material elástico, la tensión es proporcional a la deformación. El punto C en el que la curva real se desvía de la línea recta se llama límite proporcional, lo que significa que solo hasta este punto la tensión es proporcional a la deformación. El comportamiento del material plástico por debajo del límite proporcional es de naturaleza elástica y por tanto las deformaciones son recuperables. Las deformaciones hasta el punto B en la Figura son relativamente pequeñas y se han asociado con la flexión y el estiramiento de los enlaces interatómicos entre átomos de moléculas plásticas. Este tipo de deformación es instantánea y recuperable. No hay un desplazamiento permanente de las moléculas entre sí. La deformación que ocurre más allá del punto C en la figura es similar a un enderezamiento de una porción enrollada de las cadenas moleculares. No hay deslizamiento intermolecular y las deformaciones pueden recuperarse en última instancia, pero no instantáneamente. Las extensiones que ocurren más allá del límite elástico o elástico del material no son recuperables. Se producen deformaciones debido al desplazamiento real de las moléculas entre sí. Las moléculas desplazadas no pueden volver a sus posiciones originales y, por lo tanto, se produce una deformación o un conjunto permanente. Estos tres tipos de deformaciones, como se muestra en la figura, no ocurren por separado sino que se superponen entre sí. La unión y el estiramiento de los enlaces interatómicos son casi instantáneos. Sin embargo, el desenrollamiento molecular es relati