256599 18 Trabajo Colaborativo 3.pdf

MATERIALES INDUSTRIALES TRABAJO COLABORATIVO 3

ACTIVIDAD 14

PRESENTADO POR:

Rolando Vergara Mera Cód. 94.511.125 Juan Pablo Valles Cód. 94.328.736 Wilson Orlando Gómez Mina Cód. 94.298.561 Jesús Roberto Molina Uribe Cód. 94.415.889 John Jairo Martínez Torres Cód. 94.504.963

Grupo: 256599_18

TUTOR:

VICTORIANO GARCIA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS

PROGRAMA DE INGENIERIA INDUSTRIAL 2014

Act. 14 Trabajo Colaborativo 3

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Escuela de ciencias básicas tecnologías e Ingeniería

Materiales Industriales. Código 256599

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD 2/18.

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION …………………………………………………….. ………………....………3

OBJETIVO GENERAL ………………………………………………………………………….4

OBJETIVOS ESPECIFICOS……………………………………………………………………...4

2. FUNDAMENTOS Y ESTRUCTURA DE LOS POLÍMEROS ……………………….…………….5

3.MATERIALES CERÁMICOS…………………………………………………………………………………12 4. MATERIALES COMPUESTOS ……………………………………………………………..13

5.PROBLEMAS PROPUESTOS DEL TEMA ENSAYOS Y PROPIEDADES MECÁNICAS

CAPÍTULO 6………(5.1, 5.2 y5.3)……………………………………………………………………..…..14 6. CONCLUSIONES …………………………………………………………………………17

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………………………………………..18






INTRODUCCION

Los materiales son sustancias con las que algo está compuesto o hecho, aunque esta es una definición muy amplia, desde la perspectiva de ingeniería trasciende el hecho de cómo son utilizados, de esta forma y tras años de investigación; se ha logrado clasificar al estudio microscópico de su estructura la composición de estos materiales, obteniendo así sus propiedades y a la familia que pertenecen. Los materiales compuestos son aquellos formados por dos o más materiales distintos sin que produzca reacción química entre ellos, en todo material compuesto se distinguen dos componentes: la Matriz componente que se presenta en fase continua, actuando como ligante y el Refuerzo, en fase descontinua, que es elemento resistente. Prosiguiendo con el proceso de conocimiento de los diferentes componentes, estructura y propiedades de los materiales industriales, en este Colaborativo Grupal profundizaremos sobre los Fundamentos y estructura de los polímeros Materiales cerámicos y Materiales compuestos, observando su constitución, y cómo influyen sus componentes en los diferentes usos y reacciones. En el presente trabajo vamos a ver a grandes rasgos algunos conceptos de los materiales, los cuales nos servirán para poder tener en claro algunas ideas que nos servirán para tener una comprensión más clara de dicha materia Esperamos que la información que se incorpora en este documento así como la forma del mismo reúna los requisitos necesarios por los lectores y evaluadores para cumplir con el objetivo para el cual fue elaborado.






OBJETIVO GENERAL

Reconocer y profundizar los procesos de transformación de los materiales compuestos.

Diferenciar las técnicas en el mejoramiento de las propiedades materiales compuestos.

Conceptualizar sobre las propiedades y aplicaciones de los materiales compuestos

Conocer a fondo y detalladamente la unidad 3 de Materiales Industriales.

Partiendo de las investigaciones y de los análisis se llegará a una meta común unificando conceptos para el mejoramiento de los procesos en los productos escogidos.

Identificar y precisar el fundamento científico y los principales conceptos sobre Materiales Industriales, los métodos y las técnicas que se emplean comúnmente en esta materia.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar las diferentes maneras de aprendizaje y la evolución que ha tenido los materiales.

Conocer a fondo y detalladamente la unidad 3 del módulo.

Afianzar nuestras fortalezas y debilidades asociativas a través del presente trabajo colaborativo.






1. FUNDAMENTOS Y ESTRUCTURA DE POLIMEROS Los polímeros son moléculas de gran tamaño, constituidas por “eslabones” orgánicos denominados monómeros, unidos mediante enlaces covalentes. Los eslabones están formados fundamentalmente por átomos de carbono y pueden poseer grupos laterales o radicales con uno o más átomos. Estas moléculas orgánicas son las que constituyen los materiales plásticos que conocemos y también los tejidos de los seres vivos (piel, músculos, tela de araña, seda, etc.). En esta época donde la tecnología de la información nos permite investigar sobre este tema de las bondades de los polímeros, complementamos la aprehensión de los diferentes tipos de polímeros o muchas partículas que componen un plástico y las aplicaciones que hoy se le da, reemplazando muchos materiales que quizás son dañinos para la salud o muy costosos en los procesos industriales o en la medicina. De ahí que se haga necesario que en este ensayo reconozcamos todas variedades de polímeros y la aplicación que le daremos como ingenieros industriales he las nuevas innovaciones de estos productos en otras disciplinas como la medicina y la nanotecnología. CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS Hay diferentes maneras de clasificar a los polímeros. Podemos subdividir según su origen, o considerando la estructura de las macromoléculas o también según su uso, como veremos a continuación. Según su origen Naturales Son sustancias producidas por organismos vivos que se emplean sin modificación. Ejemplos de estos polímeros son: proteínas como las empleadas por las arañas para tejer su tela5, polisacáridos, caucho natural. Sintéticos Son macromoléculas creados por el hombre y se dividen en dos categorías según su comportamiento al ser calentados: termoplásticos y termo rígidos. Los primeros al calentarse se ablandan o funden, y son solubles en disolventes adecuados. Están formados por moléculas de cadenas largas, a menudo sin ramificaciones. Los termo rígidos, en cambio, se descomponen al ser calentados y no pueden fundirse ni solubilizarse. Tienen estructuras elaboradas tridimensionales con reticulación. Termoplásticos Como su nombre lo indica, se comportan de manera plástica a elevadas temperaturas. Más aún, la naturaleza de sus enlaces no se modifica radicalmente cuando la temperatura se eleva, razón por la cual pueden ser conformados a temperaturas elevadas, enfriados y después recalentados o reconformados sin afectar el comportamiento del polímero. Los polímeros termoplásticos son lineales.






Termo rígido Los polímeros termo rígidos también denominados termoestables son polímeros reticulados durante la reacción de polimerización o mediante la introducción de entrecruzamientos químicos (Cross links). Este reticulado no permite que estos polímeros sean reprocesados después de que han sido conformados. Elastómeros Los elastómeros también denominados cauchos o hules tienen un comportamiento térmico que puede variar de termoplástico a termo rígido según su estructura sea lineal o reticulada. La clasificación se realiza en base a su comportamiento mecánico: se trata de materiales poliméricos que tienen la capacidad de deformarse mucho más que el 300% en forma elástica, esto es, cuando se remueve la fuerza aplicada para estirarlos recuperan sus dimensiones originales. Esto se debe a que las largas cadenas poliméricas se encuentran enrolladas e idealmente podemos decir que, cuando se aplica un esfuerzo para estirar la muestra, las cadenas lineales se desenredan. Cuando se libera el esfuerzo las cadenas vuelven a enrollarse y el polímero regresa a su forma y tamaño originales. Sin embargo, esta es sólo una idealización del comportamiento de las macromoléculas ya que las cadenas no sólo se desenrollan sino que también deslizan unas sobre otras, de modo que al eliminar el esfuerzo aplicado desaparece la deformación elástica (instantánea y reversible) pero puede quedar una deformación remanente (deformación plástica, debida al deslizamiento). Adhesivos Tienen cierto grado de extensibilidad, alta adhesión pero conservando cierto grado de cohesión. Suelen tener baja cristalinidad ESTRUCTURA DE POLIMEROS La naturaleza química de los monómeros, su masa molecular y otras propiedades físicas, así como la estructura que presentan, determinan diferentes características para cada polímero. Por ejemplo, si un polímero presentara entrecruzamientos, el material sería más difícil de fundir que si no los tuviera. La estructura de la figura muestra un polímero de este tipo con el grupo funcional CH3 en formación regular. El átomo de carbono en el cual se encuentra el CH3 es asimétrico, es decir, tiene cuatro grupos distintos unidos a él. Hacía tiempo que se sabía que los polímeros podían tener átomos de carbono asimétricos, pero Natta fue el primer investigador que sintetizó un polímero de este tipo en el cual todos los átomos de carbono asimétricos tuviesen la misma orientación. Se dice que este polímero es isostático porque todos los grupos funcionales se encuentran colocados de manera semejante.






Ramificación La ramificación de las cadenas poliméricas también afectan las propiedades de los polímeros. Las ramificaciones largas pueden incrementar la resistencia, tenacidad y la Tg debido al aumento en el número de entrecruzamientos por cadena. Las ramificaciones cortas y aleatorias, en cambio, pueden reducir la resistencia de los polímeros debido a la perturbación en la organización estructural. En efecto, las cadenas cortas al igual que los grupos funcionales grandes reducen la posibilidad de cristalización; esta reducción trae aparejado un aumento en la transparencia debido a que en las regiones cristalinas se dispersa la luz. El polietileno constituye un buen ejemplo de los cambios físicos debidos a la ramificación de cadenas. El polietileno de alta densidad (PEAD, o su sigla en inglés HDPE) con un bajo grado de ramificaciones es bastante resistente mientras que el de baja densidad (PEBD, o su sigla en inglés LDPE) con gran cantidad de ramificaciones es bastante flexible.

Entrecruzamientos Se puede impedir la deformación plástica de los elastómeros y a la vez mantener una gran deformación elástica si se introducen enlaces químicos entre las cadenas, a los que denominaremos entrecruzamientos7. Por ejemplo, en la vulcanización el entrecruzamiento químico se realiza con azufre, pero existen otras tecnologías como los sistemas basados en peróxidos. Se suelen usar combinadamente con agentes aceleradores y retardadores. El azufre es un material con singulares propiedades. En determinadas circunstancias, formará cadenas de sus propios átomos; el proceso de vulcanización hace uso de este fenómeno. A lo largo de la molécula del caucho, hay un número de sitios que son atractivos para los átomos de azufre, son los llamados sitios de cura caracterizados por el doble enlace de carbono. En cada sitio de cura, un átomo de azufre se puede






unir a sí mismo, y a partir de allí la cadena de átomos de azufre puede crecer hasta que alcance el sitio de cura de otra molécula. Estos puentes de azufre son usualmente de 2 a 10 átomos de largo, en contraste con los polímeros más comunes en los que la "columna vertebral" de carbonos puedes ser varios miles de veces de larga. Aditivos La mayoría de los polímeros contiene aditivos que, como veremos a continuación, se clasifican según las características especiales que le imparten al material. Pigmentos Se los emplea para colorear plásticos y pinturas. El pigmento debe resistir las temperaturas y presiones durante el procesamiento del polímero, debe ser compatible con éste y debe ser estable. Estabilizantes Impiden el deterioro del polímero provocado por el medio ambiente. Los antioxidantes se añaden al polietileno y al poliestireno. Los estabilizantes al calor se requieren para el procesamiento del policloruro de vinilo. Los estabilizantes evitan también el deterioro ocasionado por la radiación ultravioleta. Lubricantes Aquellos como la cera o el estearato de calcio reducen la viscosidad del plástico fundido y mejoran las características de conformabilidad o procesabilidad. Plastificantes Son moléculas de bajo peso molecular que, reduciendo la temperatura de transición vítrea, mejoran las propiedades y características de conformabilidad del polímero. Los plastificantes son particularmente importantes para el policloruro de vinilo, que tiene una Tg superior a la temperatura ambiente. APLICACIONES DE LOS POLÍMEROS Plásticos resistentes y tenaces

Polietileno de alta densidad (HPDE) Más de la mitad de su uso es para la fabricación de recipientes, tapas y cierres; otro gran volumen se moldea para utensilios domésticos y juguetes; un uso también importante que tiene es para tuberías y conductos.

Polipropileno (PP) Es el más nuevo de los plásticos que se fabrican en gran volumen, también es el más ligero y el más cristalino. Su Tg es de -10ºC. Su fuerza tensil, dureza y rigidez son mayores que las de los polietilenos, pero su resistencia al impacto es baja.

Plásticos resistentes y frágiles Polipropileno (PP) Es el más nuevo de los plásticos que se fabrican en gran volumen, también es el más ligero y el más cristalino. Su Tg es de -10ºC. Su fuerza tensil, dureza y rigidez son






mayores que las de los polietilenos, pero su resistencia al impacto es baja.

Resinas de acrilonitrilo - butadieno - estireno (ABS) Tienen excelentes propiedades, su procesamiento es razonable, tienen un alto brillo y no se rayan; en la mayoría de los casos sirven para sustituir al metal: refrigeradores, tuberías, teléfonos. También son fáciles de decorar: pintar, metalizar, cromar.

Nylon Se usa principalmente como fibra. Hay varios tipos de nilones, pero todos ellos tienen las propiedades de los plásticos de ingeniería, o sea, resistencia a los disolventes, a los productos químicos y a la abrasión. El nylon se extruye como filamento, película, varilla y tubo, así como en forma de cable y de alambre.

Plásticos de ingeniería

Estos plásticos son relativamente nuevos. Son costosos y se fabrican a pequeña escala. Hay varios tipos: - Poliacetales: Son los más fuertes y rígidos, resistentes a todo tipo de disolventes y a la abrasión. Se utilizan en maquinaria y para sustituir al zinc y al latón en válvulas y llaves. - Policarbonatos: Con gran resistencia al impacto y con amplios márgenes de temperatura, resistentes a la combustión y transparentes. Tienen usos importantes en equipos deportivos. - Poliimidas: Resisten altas temperaturas y tiene buenas propiedades eléctricas. La desventaja es que no se funden y se deben fabricar por maquinado o taladrado. Plásticos resistentes y frágiles

Cloruro de polivinilo rígido (PVC) Es un plástico fuerte, con baja cristalinidad y con frecuencia, opaco, y tiene una Tg de 85ºC, lo que le hace frágil a bajas temperaturas. Es un polímero de bajo costo, con buena resistencia la impacto y a los productos químicos y con gran rigidez. Es resistente al fuego y tiene gran versatilidad. Se usa en tuberías y conductos, muebles y aislantes

Poliestireno y sus copolímeros Es un polímero termoplástico, Es inflamable y lo atacan los disolventes. Se puede polimerizar de cualquiera de las cuatro formas, pero casi siempre se usa en fase condensada o en suspensión. Es apto para aparatos domésticos y eléctricos, así como botellas y frascos.

Polimetacrilato de metilo (PMMA) Es uno de los termoplásticos más antiguos. Es un polímero lineal con cadenas laterales y amorfas. Su principal atractivo es su claridad óptica y se usa cuando se necesita transparencia al aire libre, como ventanillas de aeronaves, vidriados en edificios. Tiene una buena resistencia al agua y a los productos químicos, pero se raya con facilidad.






EVOLUCION HISTORICA Desde la antigüedad los seres humanos han utilizado polímeros de origen natural para satisfacer algunas de sus necesidades. El asfalto era empleado en el medio oriente en tiempos bíblicos y el algodón era conocido en México antes de la llegada de Colón. También en épocas precolombinas el látex era conocido por algunos pueblos americanos y los mayas lo empleaban para fabricar pelotas para jugar. Colón y otros exploradores que visitaron este continente quedaron fascinados con este material y llevaron a Europa muestras de este material. Al látex le encontraron algunas aplicaciones, donde las más importantes fueron realizadas luego del descubrimiento del proceso de vulcanización. Este descubrimiento fue logrado de forma accidental por el norteamericano Charles Goodyear en 1839 y dio origen a la industria del caucho. En el mismo siglo XIX hubo otros descubrimientos importantes como el de la nitrocelulosa en 1846 por Christian Schönbein que también se logró accidentalmente. En el mismo año se descubrió el colodión, material a partir del cual se pudo obtener el celuloide en 1860 y que permitió la fabricación de peines y películas fotográficas entre otras cosas. A partir del celuloide, se fabricaron las primeras bolas de billar en 1869, y en 1875 Alfred Nobel descubre la dinamita. Ya en el siglo XX, Leo Baekeland descubre en 1907 una resina termoestable preparada por reacción entre el fenol y formaldehído a la que denominó bakelita inspirándose en su propio nombre. El éxito de este investigador sirvió de estímulo a otros en la búsqueda de nuevos materiales. Sin embargo, para entonces no se conocía la verdadera naturaleza de los polímeros y se creía que estos eran agregados moleculares de muchas moléculas pequeñas y sus propiedades se atribuían a diversas fuerzas atractivas que mantenían unidos a sus componentes. El concepto de polímero, tal y como lo conocemos en la actualidad se debe a Staudinger cuando en 1920 introdujo por primera vez la idea de una cadena macromolecular constituida por enlaces covalentes. En reconocimiento a su trabajo Staudinger recibió el premio Nobel en 1953. En la década de los 30 gracias a los esfuerzos del químico de la Du Pont Wallace Hume Carothers se obtiene la primera fibra sintética, una poliamida sintética denominada Nylon. Este descubrimiento abrió el camino para la síntesis de muchas otras. Por su parte, Bayer en Alemania hacía avances significativos en el campo de los poliuretanos. En esos años también se descubrió el teflón y el poli metacrilato de metilo. En 1955 gracias a los trabajos combinados de Karl Ziegler y Guilio Natta se obtuvo un polipropileno cristalino y surgió el concepto de estéreo regularidad que les valió la concesión del premio Nobel en 1955. Posteriormente las brillantes investigaciones de otro destacado científico, Paul J. Flory, también le hicieron acreedor del premio Nobel en 1974. A partir de entonces el desarrollo de nuevas tecnologías, materiales y aplicaciones de los polímeros ha sido explosivo. Una descripción detallada sobre el desarrollo cronológico de esta ciencia.






Resumir las aplicaciones actuales de los polímeros resulta una tarea casi imposible. En el mundo contemporáneo, los polímeros sintéticos han copado todos los ámbitos del desarrollo y la elaboración de productos manufacturados, sustituyendo materiales usados tradicionalmente, tales como la madera, metales y materiales cerámicos. Así, por ejemplo estos materiales encuentran aplicación en campos tan diversos como la medicina (donde se emplean como prótesis, válvulas cardíacas entre otras muchas aplicaciones), ingeniería (partes de vehículos y de computadores, tableros, y cientos de aplicaciones más), Agricultura, etc. Los polímeros también se utilizan en los deportes (pelotas, cascos, raquetas...) y en objetos de uso diario, como recipientes y utensilios de todo tipo. Solo basta con mirar a nuestro alrededor para darnos cuenta que estamos sumergidos en un mundo lleno de materiales poliméricos. El uso y aplicaciones de estos materiales crecen cada día, por lo que se hace muy importante conocer estos materiales lo mejor posible, no solo por las ventajas que nos ofrecen, sino también por los inconvenientes que causan debido a su acumulación cuando ya no nos son útiles. AVANCES CIENTIFICOS A FUTURO Actualmente se apunta a los polímeros como una de las áreas prioritarias de desarrollo mundial. Entre las líneas de investigación más destacadas se hallan las siguientes: 1) diseños en la estructura molecular para que puedan elegirse y combinarse propiedades y funciones diversas; 2) materiales biocompatibles en el ámbito de la traumatología, odontología, cirugía, etcétera; 3) procesos de reciclado de plásticos que reduzcan su impacto ambiental; 4) materiales reforzados con una alta resistencia mecánica combinada con otras propiedades y funciones como los nanotubos de carbono —elementos de dimensiones extraordinariamente pequeñas cuya resistencia es cien veces superior a la del acero; 5) control de la degradación al ser sometidos a condiciones ambientales severas de humedad, temperatura o resistencia al fuego; 6) los plásticos, por ser materiales maleables y de baja densidad, se emplean en campos muy diversos, como aeronáutica (convenientemente reforzados con fibras de vidrio o de carbono), automoción, telecomunicaciones (fibras ópticas), etcétera. En el campo de la medicina las aplicaciones son también enormes: implantes, ortopedia, fármacos, fabricación de plasma artificial e incluso hay proteínas necesarias para el cuerpo humano que también se pueden sintetizar artificialmente. Según su uso, se pueden distinguir tres clases: a) polímeros de uso general, como pvc, ps, poliacrilatos y metacrilatos, resinas epoxi, etcétera; b) polímeros técnicos o de ingeniería, que preservan sus propiedades por debajo de 0 ºC y a más de 100 ºC, como policarbonatos, poliamidas, polisulfonas, etcétera; c) polímeros especiales, de elevado precio, con altas prestaciones en cuanto a sus propiedades térmicas y mecánicas, normalmente con aplicaciones muy específicas. Es aquí donde se están realizando los avances más sobresalientes: polímeros florados como el teflón, muy resistentes incluso a altas temperaturas, cristales líquidos empleados en las pantallas planas e cualquier pantalla o televisor, polímeros electro activos que conducen electricidad en lugar de servir como aislantes, polímeros fotosensibles o biopolímeros, cada vez más empleados en cirugía y prótesis.






MATERIALES

CERÁMICOS

Enlaces y

Estructura

Clasificación

Propiedades

Mecánicas

Propiedade

s Físicas

Propiedades

Eléctricas

Propiedades

Térmicas

Aplicaciones de Desgaste

Resistencia

al Ambiente Resistencia a los Ácidos Ambientes Corrosivos

Se caracterizan por tener enlace iónico y covalente estructura más compleja que los metales

Tradicionales De Ingeniería Vidrios

Mecanismos para la deformación mecanismos que afectan las resistencias métodos para fortalecer los materiales cerámicos Termofluencia.

Son materiales ligeros elevada temperatura de fusión Baja conductividad

Aislantes eléctricos

Reducción de la conductividad térmica

Aplicaciones industriales resistencia ala abrasión






ESQUEMA CONCEPTUAL






PROBLEMAS PROPUESTOS DEL TEMA DE ENSAYOS Y PROPIEDADES MECÁNICAS CAPÍTULO 6

5.1 A una barra de hierro de 10 x 20mm con esfuerzo de cedencia de 400Mpa y una resistencia a la tensión se le aplica una fuerza de 100.000N Determine: a) Si la barra se deformara plásticamente b) si la barra sufrirá encuellamiento. Nota: justifique la respuesta numérica y gráficamente

𝜎 =𝑓

𝐴

𝜎𝑦 = 400𝑀𝑝𝑎

𝐴 = 10𝑚𝑚 𝑥 20𝑚𝑚

𝐴 = 200𝑚𝑚2

𝐴 = 0,01𝑚𝑡𝑠 𝑥 0,02𝑚𝑡𝑠

𝐴 = 0.0002𝑚𝑡𝑠2

𝜎 = 100.000𝑁

𝐴

𝜎 = 100.000 𝑁

0.0002𝑚𝑡𝑠2

𝜎 = 500𝑀𝑝𝑎

Si 𝜎 𝑒𝑠 ≤ 𝜎𝑦

La barra sufrirá encuellamiento, pues el material no tiene la posibilidad de volver a su estado natural, pues el estado pues el esfuerzo de cedencia es menor, para ilustrarlo es lo que un ingeniero debe tener en cuenta, pues Esta es la curva que le interesa al diseñador debido a las piezas se diseñan teniendo en cuenta la zona elástica hasta el esfuerzo de fluencia.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1 2 3 4 5

Series2

Series1






Este grafico nos muestra como en un ensayo donde se aplica una fuerza de 100.000 N a una barra de 10 x 20mm utilizando la formula general de la tensión, es claro de que el material se deforma plásticamente pues supera el esfuerzo de cadencia los 400Mpa y la resultante de la operación es 500Mpa la línea horizontal se mantiene plásticamente el material pero una vez se le aplica una fuerza de 1000.000N pues ocurre la cadencia del material causando un encuellamiento. Si se continúa aplicando carga, el material se deformará plásticamente y cuando la fuerza aplicada este cercana al punto 4, ocurrirá en el material un fenómeno denominado endurecimiento por deformación; es decir, el material sufre cambios en sus estructuras cristalina y atómica, lo que origina un incremento en la resistencia del material a futuras deformaciones. Por tanto, un alargamiento adicional requiere de un incremento en la carga de tensión, y el diagrama esfuerzo-deformación toma una pendiente positiva hasta llegar a 5. Finalmente la carga alcanzara un valor máximo definiendo el máximo esfuerzo de tensión σmax 5.2 Cuando se aplica una carga de 3000kg a una esfera de 10mm de diámetro en la prueba brinell en un acero, se produce una penetración de 3.1mm, estime la resistencia a la tensión del acero.

𝑫𝒂𝒕𝒐𝒔 ∶ 𝐹 = 3000 𝐾𝑔 𝐷 = 10 𝑚𝑚

𝐷1 = (𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑖𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛) 3.1 𝑚𝑚

𝐻𝐵 =?

𝐻𝐵 = 𝐹

(𝜋2⁄ )𝐷 (𝐷 − √𝐷2 − 𝐷1

2)

𝐻𝐵 = 3000𝐾𝑔

(𝜋2⁄ )10𝑚𝑚 (10𝑚𝑚 − √(10𝑚𝑚)2 − (3.1𝑚𝑚)2)

𝐻𝐵 = 3000𝐾𝑔

(1.5707)10𝑚𝑚 (10𝑚𝑚 − 9.5073𝑚𝑚)

𝐻𝐵 = 3000𝐾𝑔

15.7079𝑚𝑚 ∙ 0.4927𝑚𝑚

𝐻𝐵 = 3000𝐾𝑔

7.7392𝑚𝑚

𝑯𝑩 = 𝟑𝟖𝟕. 𝟔𝟑𝟐𝟖 𝑲𝒈

𝒎𝒎⁄






5.3 Una fuerza de 20000 N sobre una barra de magnesio de 1 x 1cm causara su alargamiento de 10cm a 10.045cm, calcule el módulo de elasticidad tanto en GPa como en psi.

𝑫𝒂𝒕𝒐𝒔 ∶ 𝐹 = 20000 𝑁

𝑙0 = 10 𝑐𝑚

𝑙 = 10.45 𝑐𝑚

𝑑 = 1𝑐𝑚

𝐴0 = ?

Υ = ?

𝐴0 = 𝜋 ∙ 𝑑2

4⇒

𝜋 ∙ (1)2

4⇒ 0.7853 𝑐𝑚2

Υ =𝜎

𝜀 ≡

𝐹 ∙ 𝑙

𝐴0 ∙ 𝑒=

20000 𝑁 ∙ 10 𝑐𝑚

0.7853 𝑐𝑚2 ∙ 0.45 𝑐𝑚 ⇒

200000 𝑁

0.353385 𝑐𝑚2

Υ = 565954.9783 𝑁𝑐𝑚2 ⁄ ≡ 820848.2970 𝑝𝑠𝑖 ≡ 5.659549783 𝐺𝑃𝑎






CONCLUSIONES

Los materiales compuestos aprovechan las propiedades de los materiales que los componen, potenciando sus ventajas y compensando sus defectos. Las relaciones resistencia / peso y rigidez/peso de los compuestos reforzados con fibras son muy superiores a los metales estructurales. Son muy útiles en aplicaciones donde el peso es relevante. El conocimiento de Materiales Industriales es indispensable en nuestro proceso de educación y formación para el estudiante porque cada uno de sus componentes tiene su papel inherente a un proceso generado para construir los diferentes tipos de productos. Con la elaboración de este trabajo hemos aprendido a plantear y formular ideas en beneficio de nuestro entorno. Se hacen reflexiones, donde se aplican los conceptos estudiados que nos llevan a entender de una mejor forma el contenido de la unidad. Después de poner todos los conocimientos que nos proporciona la universidad mediante estos módulos se consigue el objetivo claro de un autoaprendizaje positivo el cual lo evidenciaremos en nuestros procesos industriales, con los conocimientos previos de las estructuras de los materiales, los cambios que sufren los materiales en su estructura cristalina y atómica lo que causa un incremento en la resistencia de un material, también fue importante conocer las propiedades mecánicas de los materiales que son de vital importancia en ingeniería, módulo de elasticidad, limite elástico, ductilidad, y resistencia máxima a la tensión siendo así los materiales industriales es una de las materias más relacionadas con nuestra disciplina de ingenieros industriales y quedamos muy satisfechos de adquirir este provechoso conocimiento.






REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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Hermida, E. B. (s.f.). Modulo Materiales Polimericos. Recuperado el 03 de Noviembre

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Lile, M. L. (2004). La Historia del Plastico. Recuperado el 01 de Noviembre de 2014,

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