Módulo elástico

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Determinación del modulo constela del acero.

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Mdulo elstico.Unmdulo elsticoes un tipo deconstante elsticaque relaciona una medida relacionada con la tensin y una medida relacionada con la deformacin.Los materiales elsticosistroposquedan caraterizados por un mdulo elstico y un coeficiente elstico (o razn entre dos deformaciones). Es decir, conocido el valor de uno de los mdulos elsticos y delcoeficiente de Poissonse pueden determinar los otros mdulos elsticos. Los materiales ortotropos oanistroposrequieren un nmero de constantes elsticas mayor.

Mdulo de Young.Elmdulo de Youngomdulo de elasticidad longitudinales un parmetro que caracteriza el comportamiento de unmaterial elstico, segn la direccin en la que se aplica una fuerza. Este comportamiento fue observado y estudiado por el cientfico inglsThomas Young.Para un materialelstico linealeistropo, el mdulo de young tiene el mismo valor para unatraccinque para unacompresin, siendo una constante independiente del esfuerzo siempre que no exceda de un valor mximo denominadolmite elstico, y es siempre mayor que cero: si se tracciona una barra, aumenta de longitud.Tanto el mdulo de Young como el lmite elstico son distintos para los diversos materiales. El mdulo de elasticidad es unaconstante elsticaque, al igual que el lmite elstico, puede encontrarse empricamente medianteensayo de traccindel material. Adems de este mdulo de elasticidad longitudinal, puede definirse elmdulo de elasticidad transversalde un material.

Materiales lineales.Para un materialelstico linealel mdulo de elasticidad longitudinal es una constante (para valores de tensin dentro del rango de reversibilidad completa de deformaciones). En este caso, su valor se define como el cociente entre latensiny ladeformacinque aparecen en una barra recta estirada o comprimida fabricada con el material del que se quiere estimar el mdulo de elasticidad:E==F/SL/LDonde:Ees el mdulo de elasticidad longitudinal.es la presin ejercida sobre el rea de seccin transversal del objeto.es la deformacin unitaria en cualquier punto de la barra.La ecuacin anterior se puede expresar tambin como:=EPor lo que dadas dos barras oprismas mecnicosgeomtricamente idnticos pero de materiales elsticos diferentes, al someter a ambas barras a deformaciones idnticas, se inducirn mayores tensiones cuanto mayor sea el mdulo de elasticidad. De modo anlogo, tenemos que sometidas a la misma fuerza, la ecuacin anterior reescrita como:=Enos indica que las deformaciones resultan menores para la barra con mayor mdulo de elasticidad. En este caso, se dice que el material es ms rgido.

Materiales no lineales.Cuando se consideran ciertos materiales, como por ejemplo elcobre, donde la curva de tensin-deformacin no tiene ningn tramo lineal, aparece una dificultad ya que no puede usarse la expresin anterior. Para ese tipo de materiales no lineales pueden definirse magnitudes asimilables al mdulo de Young de los materiales lineales, ya que la tensin de estiramiento y la deformacin obtenida no son directamente proporcionales.Para estos materiales elsticos no lineales se define algn tipo de mdulo de Young aparente. La posibilidad ms comn para hacer esto es definir el mdulo de elasticidad secante medio, como el incremento deesfuerzoaplicado a un material y el cambio correspondiente a ladeformacin unitariaque experimenta en la direccin de aplicacin del esfuerzo:Esec=Donde:Eseces el mdulo de elasticidad secante.es la variacin del esfuerzo aplicadoes la variacin de la deformacin unitariaLa otra posibilidad es definir el mdulo de elasticidad tangente:Etan=lim0=dd