Geología

Ingeniería geotécnica

La mecánica de sólidos deformables estudia el comportamiento de los cuerpos sólidos deformables ante diferentes tipos de situaciones como la aplicación decargas o efectos térmicos. Estos comportamientos, más complejos que el de lossólidos rígidos, se estudian en mecánica de sólidos deformables introduciendo los conceptos de deformación y de tensión mediante sus aplicaciones de deformación.- ...............................................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=dfe6bf606b0bea2892d32bcc035fa9ca00f166be&writer=rdf2latex&return_to=Mec%C3%A1nica+de+s%C3%B3lidos+deformables

La mecánica de los sólidos deformables es una rama de la física que se encarga de estudiar el comportamiento de los cuerpos sólidos deformables. Todo esto involucra la deformación y la tensión. Una de sus funciones es determinar a partir de la geometría original de sólido y sus fuerzas aplicadas los requisitos de resistencia y rigidez. Para eso se necesita conocer el campo de tensiones y el campo de deformaciones, utilizando las siguientes ecuaciones: • Ecuaciones de equilibrio • Ecuaciones constitutivas • Ecuaciones de compatibilidad Los sólidos deformables se diferencian uno de otros, dependiendo de la ecuación. En caso se que la ecuación sea constitutiva se obtiene la clasificación siguiente para el comportamiento de sólidos deformables: • Comportamiento elástico o Elástico lineal isótropo o Elástico lineal no-isótropo o Elástico no-lineal • Comportamiento plástico o Plástico puro o Plástico con endurecimiento o Plástico con ablandamiento • Comportamiento viscoso o Visco-elástico o Visco-plástico Los problemas que presentan los sólidos deformables se pueden tratar por medio de la resistencia de materiales clásica. Particularmente cuando se está trabajando con vigas y con la concentración de tensiones. El cálculo de las estructuras e ingeniería, son una de las principales aplicaciones de la mecánica de sólidos deformables. Y como campo de estudio esta es parte de la mecánica de medios continuos.

Deformación de los materiales

Las Deformaciones del Material pertenecen al grupo de las denominadas lesiones mecánicas. Son consecuencia de procesos mecánicos, a partir de fuerzas externas o internas que afectan a las características mecánicas de los elementos constructivos. En el caso de las deformaciones, son una primera reacción del elemento a una fuerza externa, al tratar de adaptarse a ella.

La mecánica de los sólidos deformables estudia el comportamiento de los cuerpos sólidos deformables ante diferentes tipos de situaciones como la aplicación de cargas o efectos térmicos. Estos comportamientos, más complejos que el de los sólidos rígidos, se estudian en mecánica de sólidos deformables introduciendo los conceptos de deformación y de tensión mediante sus aplicaciones de deformación.Una aplicación típica de la mecánica de sólidos deformables es determinar a partir de una cierta geometría original de sólido y unas fuerzas aplicadas sobre el mismo, si el cuerpo cumple ciertos requisitos de resistencia y rigidez. Para resolver ese problema, en general es necesario determinar el campo de tensiones y el campo de deformaciones del sólido.

Se tiene la siguiente clasificación para el comportamiento de la deformación de materiales:

• Comportamiento elástico, se da cuando un sólido se deforma adquiriendo mayor energía potencial elástica y, por tanto, aumentando su energía interna sin que se produzcan transformaciones termodinámicas irreversibles. La característica más importante del comportamiento elástico es que es reversible: si se suprimen las fuerzas que provocan la deformación el sólido vuelve al estado inicial de antes de aplicación de las cargas. Dentro del comportamiento elástico hay varios subtipos:

• Elástico lineal isótropo, como el de la mayoría de metales no deformados en frío bajo pequeñas deformaciones.
• Elástico lineal no-isótropo, la madera es material ortotrópico que es un caso particular de no-isotropía.
• Elástico no-lineal, ejemplos de estos materiales elásticos no lineales son la goma, el caucho y el hule, también el hormigón o concreto para esfuerzos de compresión pequeños se comporta de manera no-lineal y aproximadamente elástica.

• Comportamiento plástico: aquí existe irreversibilidad; aunque se retiren las fuerzas bajo las cuales se produjeron deformaciones elásticas, el sólido no vuelve exactamente al estado termodinámico y de deformación que tenía antes de la aplicación de las mismas. A su vez los subtipos son:

• Plástico puro, cuando el material "fluye" libremente a partir de un cierto valor de tensión.
• Plástico con endurecimiento, cuando para que el material acumule deformación plástica es necesario ir aumentando la tensión.
• Plástico con ablandamiento.

• Comportamiento viscoso: que se produce cuando la velocidad de deformación entra en la ecuación constitutiva, típicamente para deformar con mayor velocidad de deformación es necesario aplicar más tensión que para obtener la misma deformación con menor velocidad de deformación pero aplicada más tiempo. Aquí se pueden distinguir los siguientes modelos:

• Visco-elástico, en que las deformaciones elásticas son reversibles. Para velocidades de deformaciones arbitrariamente pequeñas este modelo tiende a un modelo de comportamiento elástico.
• Visco-plástico, que incluye tanto el desfasaje entre tensión y deformación por efecto de la viscosidad como la posible aparición de deformaciones plásticas irreversibles.

En física el término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.- .....................................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=00fb9fc0352138bb36c1df80183f2ac918268a4b&writer=rdf2latex&return_to=Elasticidad+%28mec%C3%A1nica+de+s%C3%B3lidos%29

Propiedad en virtud de la cual un cuerpo se deforma de manera proporcional a la carga aplicada y recupera su forma original una vez ha cesado la acción de la carga. Un cuerpo se denomina perfectamente elástico si no experimenta deformaciones permanentes, es decir, siempre recupera su figura inicial; por el contrario, un cuerpo se dice que es perfectamente plástico si sufre deformaciones permanentes, de modo que mantiene a lo largo del tiempo la nueva configuración adquirida.

En la técnica se aprovechan tanto los materiales elásticos como los plásticos. Por ejemplo, las chapas de la carrocería han de mantener la forma deseada después de la estampación, por lo que deberán ser plásticas. En cambio, los muelles de lassuspensiones deben volver a su posición inicial, por lo que tienen que ser perfectamente elásticos.

En realidad, la elasticidad y la plasticidad coexisten, ya que todos los materiales se caracterizan por un comportamiento elástico, hasta cierto punto, denominado límite elástico (esfuerzo máximo, generalmente expresado en kg/mm2, al que puede someterse un material sin que se produzcan deformaciones permanentes), y luego se comportan de forma plástica durante un intervalo determinado hasta la rotura.

Antes de volverse plástico, el comportamiento de un material se determina por la ley de Hooke, que expresa la proporcionalidad directa entre los esfuerzos y las deformaciones (alargamientos) de una varilla de muestra (probeta) sometida a tracción.

Para un mismo límite elástico, 2 materiales sometidos al mismo esfuerzo pueden alargarse de forma distinta. La relación entre el esfuerzo y la deformación se denomina módulo de elasticidad. Para el acero vale 21.000 kg/mm2; para las aleaciones de aluminio7.000 kg/mm2, y para las de magnesio 4.000 kg/mm2. Esto significa que un acero que está sometido a un esfuerzo de tracción de 21 kg/mm2 se alarga (pero luego vuelve a cero) 1 mm por cada metro de longitud.