1.-Conocimientos
teóricos previos
1.2.-Ensayo de elasticidad
por tracción
Cuando la magnitud deformada es la longitud de un objeto, nos encontramos
ante el fenómeno de elasticidad por tracción.
Supongamos
una varilla, o una cuerda, de sección S y longitud
L,
a la cual se aplica una fuerza deformadora F en sentido longitudinal,
produciéndose un cierto alargamiento de valor Δ
L.
Definimos el esfuerzo de tracción como el cociente entre la fuerza
aplicada y la sección de la cuerda:
(3)
Definimos la deformación relativa en este ensayo como el cociente
entre la deformación absoluta y la longitud total de la cuerda:
(4)
Si se representa la deformación relativa frente al esfuerzo de
tracción para un material elástico, la curva que se obtiene
es como la que sigue:
En el tramo OH de la gráfica se cumple la ley de Hooke, las deformaciones
son proporcionales al esfuerzo, y el cuerpo recupera su forma al cesar
la fuerza aplicada.
En el tramo HE ya no se cumple la ley de Hooke, pero el cuerpo aún
recupera su forma, si bien de manera parcial. Los esfuerzos entre H y E
producen una deformación residual, que ya no desaparece.
Más allá del punto E, que suele llamarse límite
elástico, se entra en una zona en la cual el objeto pierde sus características
de cohesión molecular, y empieza a transformarse en un material
con un comportamiento plástico, fluidificándose parcialmente
con alta viscosidad. A medida que se aumenta el esfuerzo se intensifica
este efecto, hasta que se llega al punto llamado de ruptura R, a partir
del cual la sección del material deja de ser constante, disminuyendo
hasta romperse, y por último se llega al punto Z, último
esfuerzo soportado por la cuerda.
En la zona que más nos interesa, OH, donde se cumple la ley de
Hooke, puede producirse un fenómeno de histéresis, que consiste
en un retraso entre la aplicación de la fuerza y el hecho de la
deformación. En realidad, este fenómeno de histéresis
elástica se pone más de manifiesto al cesar la fuerza deformadora,
y se observa que la deformación tarda un cierto tiempo en desaparecer
totalmente.
También debemos tener en cuenta el proceso de la fatiga del material.
A la larga, la estructura del cuerpo, sometida a repetidos esfuerzos, ninguno
de ellos suficiente para romperlo, ha sufrido tal cantidad de solicitaciones
que acaba por desmoronarse.