PROPIEDADES FÍSICAS-MECÁNICAS DE LOS MATERIALES

ELASTICIDAD:

Los materiales elásticos son aquellos que tienen la capacidad de recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que había determinado su deformación, son todos los sólidos y siguen la Ley de Hooke, ésta dice que la deformación es directamente proporcional al esfuerzo, la relación esfuerzo-deformación se conoce como Módulo de Elasticidad.

No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina Límite de Elasticidad.

 El Módulo de Elasticidad así como el Límite de Elasticidad, están determinados por la estructura molecular del material. La distancia entre las moléculas de un material no sometido a esfuerzo depende de un equilibrio entre las fuerzas moleculares de atracción y repulsión. Cuando se aplica una fuerza externa que crea una tensión en el interior del material, las distancias moleculares cambian y el material se deforma.

En la Universidad de Harvard un equipo de ingenieros dirigidos por Zhigang Suo ha creado un hidrogel que tiene la capacidad de estirarse hasta 20 veces su tamaño original sin romperse. Para darnos una idea de lo que esto significa hay que tener en cuenta que el caucho natural solo soporta estirarse cinco o seis veces su tamaño original.

http://www.youtube.com/watch?v=hQ6af1HIXJ4

Y el material menos elastico seria el diamante.


PLASTICIDAD:

La plasticidad es la propiedad mecánica de un material anelástico, natural, artificial, biológico o de otro tipo, de deformarse permanente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico.


En los metales, la plasticidad se explica en términos de desplazamientos irreversibles de dislocaciones.


El material de los mas plásticos es la plastelina y el menos plástico es el diamante.

DUREZA:


La dureza es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes; entre otras. También puede definirse como la cantidad de energía que absorbe un material ante un esfuerzo antes de romperse o deformarse. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio es mucho más difícil de rayar.

Otras propiedades relacionadas con la resistencia son la resiliencia, la tenacidad o la ductilidad.

El material mas duro es el diamante y el menos duro es el talco.

FRAGILIDAD:

La fragilidad es la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad se define más propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación. Por el contrario, los materiales dúctiles o tenaces se rompen tras sufrir acusadas deformaciones, generalmente de tipo deformaciones plásticas. La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energía, a diferencia de la rotura dúctil.
Si un material se rompe prácticamente sin deformación las componentes del tensor deformación resultan pequeñas y la suma resulta en una cantidad relativamente pequeña.

La fragilidad de un material además se relaciona con la velocidad de propagación o crecimiento de grietas a través de su seno. Esto significa un alto riesgo de fractura súbita de los materiales con estas características una vez sometidos a esfuerzos.


RESISTENCIA

La resistencia de materiales clásica es una disciplina de la ingeniería mecánica y la ingeniería estructural que estudia los sólidos deformables mediante modelos simplificados. La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo.

Un modelo de resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas. Generalmente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular.

Para el diseño mecánico de elementos con geometrías complicadas la resistencia de materiales suele ser insuficiente y es necesario usar técnicas basadas en la teoría de la elasticidad o la mecánica de sólidos deformables más generales. Esos problemas planteados en términos de tensiones y deformaciones pueden entonces ser resueltos de forma muy aproximada con métodos numéricos como el análisis por elementos finitos.

El material mas resistente es el titanio o carbono depende en que condiciones (y existe una aleación entre ellos dos, que se llama exogri) y el menos resistente es el grafito.

RESILIENCIA:

La resilencia es la resistencia de un cuerpo a los esfuerzos bruscos.
En ingeniería, la resiliencia es la cantidad de energía que puede absorber un material, antes de que comience la deformación irreversible, esto es, la deformación plástica.
Se diferencia de la tenacidad en que ésta cuantifica la cantidad de energía almacenada por el material antes de romperse, mientras que la resiliencia tan sólo da cuenta de la energía almacenada durante la deformación elástica.

se determina mediante ensayo por el método Izod o el péndulo de Charpy, El ensayo de resilencia sirve para determinar la fragilidad que opone un material. Esta resiliencia se expresa en Julios .Para realizar el ensayo se emplea el péndulo de caída que mide la energía residual existente después de la rotura de la muestra del material es decir, la diferencia de la energía total desarrollada por la máquina y absorbida por el material desarrollado. Un elevado grado de resiliencia es característico de los aceros austeníticos, aceros con alto contenido de austenita. En aceros al carbono, los aceros suaves (con menor contenido porcentual de carbono), tienen una mayor resiliencia que los aceros duros.



FATIGA:

En ingeniería y, en especial, en ciencia de los materiales, la fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. Aunque es un fenómeno que, sin definición formal, era reconocido desde la antigüedad, este comportamiento no fue de interés real hasta la Revolución Industrial, cuando, a mediados del siglo XIX comenzaron a producir las fuerzas necesarias para provocar la rotura con cargas dinámicas son muy inferiores a las necesarias en el caso estático; y a desarrollar métodos de cálculo para el diseño de piezas confiables. Este no es el caso de materiales de aparición reciente, para los que es necesaria la fabricación y el ensayo de prototipos

El acero blando es un material que aguanta muy bien la fatiga.


CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA:

La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad de un material que deja pasar la corriente eléctrica, su aptitud para dejar circular libremente las cargas eléctricas. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material, los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con
muchos electrones con vínculos débiles y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material y de la temperatura



CONDUCTIVIDAD TERMICA:

La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a sustancias con las que no está en contacto. En el Sistema Internacional de Unidades la conductividad térmica se mide en W/(K·m) (equivalente a J/(s·K·m) )