Resistencia de Materiales

Conceptos Clave

  • Un acero es inoxidable si su contenido de cromo supera el 11%.
  • En un ensayo de torsión, solo se presentan tensiones tangenciales.
  • Un fallo por creep es un fallo por deformación a lo largo del tiempo bajo carga constante.
  • El criterio de la energía de distorsión (Von Mises) predice el fallo por fluencia cuando la resistencia a la fluencia en tracción (Syt) es igual a la resistencia a la fluencia en compresión (Syc).
  • Un material se considera dúctil si la deformación en el momento de la rotura supera el 5%. En cambio, un material es frágil si la fractura ocurre antes que la fluencia.
  • Para materiales frágiles con diferentes resistencias a la tracción y compresión, se utiliza el criterio de rotura modificado de Mohr.
  • El efecto de un concentrador de tensiones depende de las discontinuidades geométricas.
  • El fallo por fatiga se produce cuando un componente se somete a cargas cíclicas. Este tipo de fallo no suele aparecer en superficies pulidas.
  • Un diseño tolerante al fallo se basa en la detección temprana de grietas mediante inspecciones.
  • El límite de fatiga (Se) es la tensión alternante máxima que un material puede soportar durante un número infinito de ciclos sin romperse.

Tratamientos Térmicos

  • Los materiales aleados pueden someterse a tratamientos térmicos para mejorar sus propiedades mecánicas.
  • La cementación es un tratamiento térmico que aporta carbono a la superficie de un metal calentado a 900 °C.
  • El revenido o bonificado aumenta la ductilidad de un metal.

Nomenclatura de Aceros

  • El acero X20Cr13 es un acero aleado con un 0,2% de carbono y un 13% de cromo.
  • El acero S235JR se utiliza en construcción.
  • El acero 38CrMo6 tiene un 0,38% de carbono.
  • La etiqueta AISI 2515 indica una aleación.

Criterios de Fallo

  • El criterio de Rankine se aplica a materiales frágiles.
  • El criterio de Tresca es más adecuado para materiales dúctiles.
  • El criterio de Von Mises también se utiliza para materiales dúctiles y es menos conservador que el de Tresca.
  • El criterio de Coulomb-Mohr se utiliza para materiales dúctiles sometidos a cargas combinadas.

Factores que Influyen en la Fractura Frágil

  • Temperaturas extremas
  • Concentraciones de tensiones
  • Defectos en el material

Cálculo del Coeficiente de Seguridad

El coeficiente de seguridad (X) indica cuánto se puede aumentar la carga antes de que se produzca el fallo. Se calcula dividiendo la resistencia del material entre la tensión equivalente (σeq).

Ejercicios Resueltos

El documento original incluye una serie de ejercicios resueltos que ilustran los conceptos clave de la resistencia de materiales. Estos ejercicios abarcan temas como el cálculo de tensiones y deformaciones, la aplicación de criterios de fallo, la determinación del límite de fatiga y el diseño de componentes mecánicos.