Fórmulas para el límite de tensión

Escrito por grant d. mckenzie | Traducido por cp mérida
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Fórmulas para el límite de tensión
La tensión de fluencia es el valor de esfuerzo donde se produce la deformación plástica. (Tension Spring image by Scott Maxwell from Fotolia.com)

Las tablas de fuerza de los materiales tienen una variedad de valores de tensión diferentes. La tensión fundamental, si se trata de compresión, cizalladura o flexión, es la máxima cantidad de tensión que un material puede resistir. La tensión de fluencia es el valor de esfuerzo donde se produce la deformación plástica. Aunque es importante en los cálculos de ingeniería, un valor preciso para la tensión de fluencia puede ser difícil de identificar.

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Módulo de Young

El módulo de Young es la pendiente de la porción elástica de la curva tensión-deformación para el material que se analiza. Los ingenieros desarrollan curvas de tensión-deformación mediante la realización de pruebas repetidas en muestras de materiales y la compilación de los datos. Calcular el Módulo de Young (E) es tan simple como leer un valor de tensión y de presión de la gráfica y dividiendo la tensión entre la presión.

La ecuación de la tensión

La tensión (sigma) está relacionada con la presión (épsilon) a través de la siguiente ecuación:

sigma = E * (épsilon)

Esta relación sólo es válida en las regiones donde la ley de Hooke es válida. La Ley de Hooke establece que una fuerza restauradora está presente en un material elástico que es proporcional a la distancia que ha sido estirado el material. Puesto que la tensión de fluencia es el punto donde se produce la deformación plástica, es allí donde marca el final de la zona de deformación elástica. Utiliza esta ecuación para estimar un valor límite elástico.

La regla del limite elástico convencional del 0,2%

La aproximación más común de la ingeniería de tensión es la regla del 0,2 por ciento del limite elástico convencional. Para aplicar esta regla, se asume que da un rendimiento del 0,2 por ciento, y se multiplica por el módulo de Young para el material:

sigma = 0,002 * E

Para distinguir esta aproximación de otros cálculos, los ingenieros a veces llaman a esto "el limite elástico convencional".

Criterio Von Mises

El método del limite elástico convencional es válido para aplicaciones uniaxiales, pero algunas aplicaciones requieren un análisis biaxial. Para estos problemas, utiliza el criterio de Von Mises:

(sigma1 - sigma2)^2 + sigma1^2 + sigma2^2 = 2*sigma(y)^2

sigma1 = x -dirección max tensión de cizallamiento sigma2 = y -dirección max de esfuerzo cortante sigma (y) = tensión de fluencia

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