Resistencia a la tracción - esfuerzo mecánico , por encima del cual se produce la destrucción del material . En otras palabras, este es un valor umbral, superando el cual el estrés mecánico destruirá un cierto cuerpo hecho de un material específico. Se debe hacer una distinción entre resistencias a la tracción estáticas y dinámicas. También hay resistencias a la compresión y a la tracción.
La resistencia a la tracción estática, también conocida simplemente como resistencia a la tracción, es el valor umbral de la tensión mecánica constante , superando la tensión mecánica constante que destruirá un cuerpo de un material en particular. De acuerdo con GOST 1497-84 "Métodos de prueba de tracción", un término más correcto es la resistencia a la tracción : el estrés correspondiente a la fuerza más grande que precede a la ruptura de la muestra durante las pruebas mecánicas (estáticas). El término proviene de la idea de que un material puede soportar cualquier carga estática indefinidamente si crea tensiones que son menores que la resistencia a la tracción estática, es decir, que no superan la resistencia a la tracción. Bajo una carga correspondiente a la resistencia temporal (o incluso excediéndola - en pruebas reales y cuasiestáticas), el material colapsará (la muestra de prueba se triturará en varias partes) después de un período de tiempo finito (posiblemente casi inmediatamente, ese es decir, no más de 10 s).
La resistencia a la tracción dinámica es el valor umbral de la tensión mecánica alternante (por ejemplo, bajo impacto), por encima del cual la tensión mecánica alternante destruirá un cuerpo hecho de un material particular. En el caso de un impacto dinámico en este cuerpo, el tiempo de su carga a menudo no supera varios segundos desde el comienzo de la carga hasta el momento de la destrucción. En tal situación, la característica correspondiente también se denomina resistencia a la tracción instantánea condicional , o resistencia a la tracción frágil a corto plazo .
La resistencia a la compresión es el valor umbral de la tensión mecánica constante (para la resistencia a la tracción estática) o, respectivamente, variable (para la resistencia a la tracción dinámica), superando el cual la tensión mecánica comprimirá el cuerpo de un material específico (durante un período finito, relativamente corto). de tiempo) - el cuerpo colapsará o se deformará inaceptablemente.
La resistencia a la tracción es el valor umbral de tensión mecánica constante (para resistencia a la tracción estática) o, respectivamente, variable (para resistencia a la tracción dinámica), superando el cual la tensión mecánica como resultado (durante un período de tiempo finito y relativamente corto) se romperá el cuerpo de un material particular. (En la práctica, para una parte de cualquier diseño , es suficiente un adelgazamiento inaceptable de la parte).
Las medidas de resistencia también pueden ser el límite elástico , el límite de proporcionalidad , el límite elástico , el límite de resistencia , la resistencia al corte , etc., ya que para que una pieza en particular falle (lleva la pieza a un estado inutilizable), un cambio excesivamente grande en el tamaño de la parte es a menudo suficiente. En este caso, es posible que la pieza no se colapse, sino que solo se deforme . Estos indicadores casi nunca se entienden por el término "resistencia a la tracción".
Los valores de los esfuerzos últimos (resistencias a la tracción) en tracción y compresión para muchos materiales suelen diferir.
Para los materiales compuestos, la resistencia a la tracción suele ser mayor que la resistencia a la compresión. Para la cerámica (y otros materiales quebradizos), por el contrario, es típico que la resistencia máxima a la compresión supere muchas veces la resistencia máxima a la tracción. Para metales, aleaciones de metal, muchos plásticos, como regla, es característica la igualdad de resistencia a la compresión y resistencia a la tracción. En mayor medida, esto no se debe a la física de los materiales, sino a las características de carga, los esquemas de estados de tensión durante las pruebas y la posibilidad de deformación plástica antes de la falla.
La fuerza de los sólidos está determinada en última instancia por las fuerzas de interacción entre los átomos que forman el cuerpo. A medida que aumenta la distancia entre los átomos, comienzan a atraerse entre sí y, a una distancia crítica, la fuerza de atracción es máxima en valor absoluto. La tensión correspondiente a esta fuerza se denomina resistencia a la tracción teórica y es σ theor ≈ 0.1E, donde E es el módulo de Young . Sin embargo, en la práctica, la destrucción de los materiales se observa mucho antes, esto se debe a la heterogeneidad de la estructura del cuerpo, por lo que la carga se distribuye de manera desigual.
Algunos valores de resistencia a la tracción en MPa (1 kgf /mm² = 100 kgf/cm² ≈ 10 MN/m² = 10 MPa ) (1 MPa = 1 N/mm² ≈ 10 kgf/cm²) [1] :
materiales | MPa | |
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bor | 5700 | 0.083 |
Grafito (cristal filamentoso) | 2401 | 0.024 |
Acero 60S2A con resorte | 1570 (después del tratamiento térmico) | 0.0074 |
Zafiro (bigotes) | 1500 | 0.028 |
Hierro (cristal filamentoso) | 1300 | 0.044 |
Alambre trefilado de acero de alto carbono | 420 | 0.02 |
Alambre de tungsteno trefilado | 380 | 0.009 |
Fibra de vidrio | 360? | 0.035 |
Acero St0 calidad ordinaria | 300 | 0.0017 |
Nylon | cincuenta | 0.0025 |