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Prueba de estrés

1920
Ensayo de tracción de aceros de alta resistencia para determinar la tensión de prueba en la ciencia de los materiales.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Para los materiales que no tienen una límite elástico en su curva tensión-deformación, como el aluminio o el acero de alta resistencia, la "tensión de prueba" es el equivalente en ingeniería. Se define como la estrés necesario para producir una pequeña cantidad especificada de deformación permanente (plástica), normalmente 0,2% de la longitud de calibre original. Este valor, [latex]\sigma_{0,2}[/latex], se utiliza en los cálculos de diseño como límite elástico práctico del material.

Muchos materiales de ingeniería, en particular los metales dúctiles como las aleaciones de aluminio, las aleaciones de cobre y ciertos tipos de acero, no presentan el comportamiento de fluencia claro y repentino que se observa en el acero dulce. Su curva de tensión-deformación pasa gradualmente del comportamiento elástico al plástico. A efectos de diseño y seguridad, los ingenieros necesitan un punto consistente para definir el inicio de la deformación permanente. Aquí es donde la tensión de prueba, también conocida como desplazamiento límite elásticoes crucial. Para determinarlo, se realiza un ensayo de tracción mientras se representa gráficamente la tensión frente a la deformación. En este gráfico se traza una línea paralela a la parte lineal (elástica) inicial de la curva, pero desplazada del origen por un valor de deformación especificado, normalmente 0,2% (o 0,002 de deformación). La tensión a la que esta línea de desplazamiento se cruza con la curva tensión-deformación se define como la tensión de prueba 0,2% ([latex]\sigma_{0,2}[/latex]).

Este valor es una medida práctica y reproducible del límite elástico del material. Significa que si el material se carga hasta este nivel de tensión y luego se descarga, habrá sufrido una deformación permanente de 0,2%. Aunque se ha producido cierta deformación plástica, se considera lo suficientemente pequeña como para ser aceptable para muchas aplicaciones estructurales. Esta convención permite a los ingenieros diseñar componentes utilizando materiales sin un límite elástico agudo con los mismos principios de seguridad y fiabilidad que los que sí lo tienen, garantizando que las estructuras no se deformen permanentemente bajo sus cargas de diseño.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Ciencia de los materiales

Tipo

Propiedad material

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • ley de elasticidad de hooke
  • desarrollo de la máquina de ensayos de tracción
  • El concepto de estrés y tensión
  • la necesidad de caracterizar las propiedades mecánicas de las nuevas aleaciones desarrolladas a finales del siglo XIX y principios del XX

Aplicaciones

  • Especificación de materiales para aleaciones aeroespaciales
  • diseño de componentes automotrices
  • cálculos de ingeniería estructural para edificios y puentes
  • control de calidad en la producción de metales
  • elemento finito análisis (fea) modelos de materiales

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • extensómetros automatizados para la medición precisa de la tensión de prueba
  • Correlación de imágenes digitales (dic) para mapear campos de deformación y determinar la tensión de prueba sin contacto
  • Desarrollo de nuevas aleaciones con características de resistencia a la tracción adaptadas a sus necesidades
  • acústico emission techniques to detect the onset of dislocation movement corresponding to proof stress
  • in-situ proof stress measurement during fabricación aditiva procesos
  • Técnicas de nanoindentación para estimar la tensión de prueba a microescala
  • Modelos de aprendizaje automático para predecir la tensión de prueba a partir de la composición del material y el historial de procesamiento.
  • Estandarización de la tensión de prueba para materiales compuestos
  • Software para el análisis automatizado de datos de ensayos de tracción para calcular la tensión de prueba.
  • dispositivos portátiles para la estimación de la tensión de prueba in situ
Relacionado con: límite elástico, límite de fluencia desplazado, curva tensión-deformación, deformación plástica, límite elástico, ensayo de tracción, ciencia de los materiales, ductilidad, 0,2% de compensación, punto de fluencia.

Contexto histórico

Prueba de estrés

1910
1910
1920
1920
1920
1922
1925-01-01
1910
1910
1920
1920
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1922
1924
1927

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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