Elasticidad, Plasticidad y Flujo Plástico

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Es la propiedad que hace que un cuerpo que ha sido deformado regrese a su forma original después que se han removido las fuerzas deformadoras.

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El o es un parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la que se aplica una fuerza. Este comportamiento fue observado y estudiado por el científico inglésThomas Young. Para un material elástico lineal e isótropo, el módulo de Young tiene el mismo valor para una tracción que para una compresión, siendo una constante independiente del esfuerzo siempre que no exceda de un valor máximo denominado límite elástico, y es siempre mayor que cero: si se tracciona una barra, aumenta de longitud. Tanto el módulo de Young como el límite elástico son distintos para los diversos materiales. El módulo de elasticidad es una constante elástica que, al igual que el límite elástico, puede encontrarse empíricamente mediante ensayo de tracción del material. Además de este módulo de elasticidad longitudinal, puede definirse el módulo de elasticidad transversal de un material.

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[editar] Para un material elástico lineal el módulo de elasticidad longitudinal es una constante (para valores de tensión dentro del rango de reversibilidad completa de deformaciones). En este caso, su valor se define como el cociente entre la tensión y la deformación que aparecen en una barra recta estirada fabricada con el material del que se quiere estimar el módulo de elasticidad: Donde: es el módulo de elasticidad longitudinal. es la presión ejercida sobre el área de sección transversal del objeto. es la deformación unitaria en cualquier punto de la barra.La ecuación anterior se puede expresar también como: Por lo que dadas dos barras o prismas mecánicos geométricamente idénticos pero de materiales elásticos diferentes, al someter a ambas barras a deformaciones idénticas, se inducirán mayores tensiones cuanto mayor sea el módulo de elasticidad. De modo análogo, tenemos que sometidas a la misma fuerza, la ecuación anterior reescrita como: nos indica que las deformaciones resultan menores para la barra con mayor módulo de elasticidad. En este caso, se dice que el material es más rígido.

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[editar] Cuando se consideran ciertos materiales, como por ejemplo el cobre, donde la curva de tensión-deformación no tiene ningún tramo lineal, aparece una dificultad ya que no puede usarse la expresión anterior. Para ese tipo de materiales no lineales pueden definirse magnitudes asimilables al módulo de Young de los materiales lineales, ya que la tensión de estiramiento y la deformación obtenida no son directamente proporcionales. Para estos materiales elásticos no-lineales se define algún tipo de módulo de Young aparente. La posibilidad más común para hacer esto es definir el módulo de elasticidad secante medio, como el incremento de esfuerzo aplicado a un material y el cambio correspondiente a la deformación unitaria que experimenta en la dirección de aplicación del esfuerzo: Donde: es el módulo de elasticidad secante. es la variación del esfuerzo aplicado es la variación de la deformación unitariaLa otra posibilidad es definir el módulo de elasticidad tangente:

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El proceso de carga y descarga se puede repetir con valores cada vez mayores de esfuerzo. Al final se llegará a un esfuerzo tal que no se recupere toda la deformacion unitaria durante la descarga. Con este procedimiento es posible determinar el esfuerzo del limite superior de la region elastica: por ejemplo, el esfuerzo en el punto E de las figuras. En este punto, el esfuerzo se llama limite elastico o limite de elasticidad del material.

La deformación de cualquiera de las dos dimensiones laterales en un esfuerzo de compresión o de tracción viene dada por: y=z= α E σx en donde y = ∆y/y, z = ∆z/z y hemos utilizado el subíndice x en el esfuerzo para significar la dirección en la que se produce. El parámetro α se denomina coeficiente de Poisson.