La capacidad de un material para absorber energía sin fracturarse se conoce como su tenacidad UT (también conocido como modulo de tenacidad) yes proporcional al área por debajo de la curva esfuerzo-deformación hasta su punto de fractura. La tenacidad se puede definir de la forma:

donde Sut y εƒ representan, respectivamente, el esfuerzo máximo a la tensión y lade-formación a la fractura. Dado que una expresión analítica para la curva esfuerzo-defor-mación rara vez esta disponible para una integración, es posible obtener una apro-ximación de la tenacidad, utilizando el promedio de las resistencias de limite elástica y de fluencia y de la deformación a la fractura para calcular un área. Estas unidades de tenacidad y flexibilidad son de energía por unidad de volumen (in-lb/in3 o joules/m3). Observe que estas unidades numéricamente son equivalentes a psi o a Pa.

Un material dúctil de un punto de fluencia similar a uno frágil resultara mucho mas tenaz. Una carrocería de automóvil de lamina de acero absorberá mas energía en una colisión mediante deformación plástica, que una frágil carrocería de fibra de vidrio.

PRUEBAS DE IMPACTO

Se han diseñado varias pruebas para medir la capacidad de los materiales a resistir cargas por impacto. Las pruebas Izod y Charpy son dos de es-tos procedimientos, que implican golpear con un péndulo una probeta con muesca, registrando, a una temperatura en particular, la energía cinética necesaria pare romper la probeta.

Aunque estos datos no se correlacionan directamente con áreas por debajo de la curva esfuerzo-deformación, sin embargo son algún medio de comparar la capacidad de absorción de energía de diversos materiales, bajo condiciones controladas. Los manuales de materiales, dan infonnación de la resistencia al impacto de diversos materiales.

Biorreactores Tenacidad a la fractura

La tenacidad a la fractura Kc, es una propiedad de los materiales que define su capacidad de resistir esfuerzos en el extremo de una grieta. La tenacidad a la fractura de un material se mide sujetando una probeta de prueba estándar preagrietada a cargas cíclicas a la tensión, basta que se rompe. Las grietas crean concentraciones locales muy elevadas de esfuerzo, que causan cedencia local.

El efecto de la grieta sobre el esfuerzo local se mide mediante el factor de intensidad de esfuerzo K, Cuando la intensidad del esfuerzo K llega a la tenacidad ala fractura Kc, ocurre una fractura súbita, sin aviso. El estudio de este fenómeno de fallas se conoce como mecánica de las fracturas.

Tanques – Efectos de termofluencia y temperatura

El ensayo a la tensión, aunque lento, no dura lo suficiente en comparación con el tiempo durante el cual, en la vida real, puede una pieza de maquina sujetarse a carga constan-te. Todos los materiales en condiciones adecuadas de entorno (sobre todo a temperaturas elevadas) cederán (es decir se deformaran) lentamente bajo cargas de esfuerzo muy inferiores al nivel (punto elástica) considerado seguro en un ensayo ala tensión. Los metales ferrosos tienen tendencia a sufrir deformaciones por termofluencia despreciables a temperaturas ambientes o inferiores.

Su razón de termofluencia se incrementa al aumentar la temperatura, convirtiéndose normalmente en significativa al llegar a alrededor del 30-ó0% de la temperatura absoluta de fusión del material. Los metales con baja temperatura de fusión, como el plomo y muchos polímeros, pueden exhibir una termofluencia importante a temperatura ambiente, así como una razón creciente de termofluencia a temperaturas mas elevadas. Debido al costo y el tiempo requeridos para generar datos experimentales, los datos sobre termofluencia para mate-riales de ingeniería son bastante escasos. El diseñador de máquinas debe estar consciente del fenómeno de la termofluencia y tratar de obtener la