TRABAJO DE DISEO. FECHA DE ENTREGA: JUEVES 09 ABRIL 2015.GRUPOS. MAXIMO 3 INTEGRANTES POR GRUPO.DEBE CONTENER INTRODUCCION, CONCLUSION Y BIBLIOGRAFIA.

DEFINA EL FACTOR DE DISEO Y DE ALGUNOS VALORES PARA DIVERSAS APLICACIONES.

NOMBRE ALGUNAS DE LAS NORMAS Y CODIGOS USUALMENTE USADAS EN EL CAMPO DEL DISEO MECANICO.

EXPLIQUE: QUE ES LA DUCTILIDAD?Laductilidades una propiedad que presentan algunosmateriales, como lasaleacionesmetlicaso materiales asflticos, los cuales bajo la accin de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse,permitiendo obteneralambresohilosde dicho material.Metales, como el cobre y el acero, son sustancias dctiles y por ello se emplean para fabricar hilos conductores o alambres. Tambin las fibras que se emplean para fabricar tejidos son sustancias dctiles, al igual que los plsticos. En unensayo de traccin, los materiales dctiles presentan una fase defluenciacaracterizada por una gran deformacin sin apenas incremento de la carga.Relacionada con la ductilidad est lamaleabilidad. Muchas sustancias dctiles son maleables. La maleabilidad es la propiedad para convertirse en lminas delgadas.

QUE CARACTERISTICAS TIENE UN MATERIAL DUCTIL Y DE EJEMPLO DE ELLOS.EXPLIQUE QUE ES LA FRAGILIDAD? FRAGILIDAD: es la cualidad de los objetos y materiales de perder su estado original con bastante facilidad. Aunque tcnicamente lafragilidadse define ms propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformacin. Por el contrario, los materialesdctileso tenaces se rompen tras sufrir acusadas deformaciones, generalmente de tipodeformaciones plsticas. La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energa, a diferencia de la rotura dctil. Lo opuesto a un material muy frgil es un materialdctil. Por otra parte la dureza no es opuesto a la fragilidad, ya que ladurezaes la propiedad de alterar solo la superficie de un material, que es algo totalmente independiente de si ese material cuando se fractura tiene o no deformaciones grandes o pequeas. Como ejemplo podemos citar eldiamanteque es el material ms duro que existe, pero es extremadamente frgil. Latenacidadpuede estar relacionada con la fragilidad segn elmdulo de elasticidad, pero en principio un material puede ser tenaz y poco frgil (como ciertos aceros) y puede ser frgil y nada tenaz (como el barro cocido).

QUE CARACTERISTICAS TIENE UN MATERIAL FRAGIL Y DE EJEMPLO DE ELLOS.COMO SE CLASIFICAN LOS MATERIALES SOLIDOS Y EN QUE APLICACIONES MECANICAS SE USAN CADA UNO DE ELLOS?

POLIMEROS Y ELASTOMEROS.Los polimeros y los elastomeros incluyen materiales plasticos y caucho. Muchos polimeros son compuestos organicos basados quimicamente en carbono, hidrogeno y otros elementos no metalicos. Ademas, tienen grandes estructuras moleculares.Los polimeros se dividen en dos tipos basicos: termoplasticos y termofraguados. En general, los primeros son mas ductiles que los segundos y a temperaturas elevadas suavisan significatimente y se funden. Los termofraguados son mas fragiles, no se suavisan tanto como aquellos y usualmente se descomponen quimicamente antes de fundirse. Los termoplasticos son moleculas de cadena larga, cuya resistencia se origina en la interferencia entre cadenas, similara la de una bola de pelos (encontrados en el estomago de algunos animales). Los termofraguados se encuentran en una estructura de red , como la de una esponja.Los elastomeros tienen una una estructura de red , pero no tan elaborada como la de los termofraguados, de manera que sufren grandes deformaciones con cargas relativamente ligeras. Un elastomero comun es una liga de caucho, la cual presenta las caracteristicas tipicas de una gran deformacion elastica, pero fractura fragil. Ademas las propiedades elasticas de las ligas de caucho son altamente no lineales.Los polimeros y los elastomeros son extremadamente flexibles con grandes deformaciones elasticas. Los polimeros son aproximadamente cinco veces menos densos que los metales; pero tienen una razon de resistencia/peso casi equivalente. Como los polimeros tienen una variacion muy lenta de una diemnsion o de una caracteristica por la accion del tiempo o del uso (la deformacion permanente que depende del tiempo y ocurre por la ccion de un esfuerzo) incluso a temperatura ambiente, un elemento de maquina de polimero bajo la accion de una carga, con el tiempo, adquiere un fraguado permanente. Las propiedades de los polimeros y de los elastomeros cambian enormemente con las variaciones de la temperatura. Por ejemplo, un polimero que es resistente y flexible a 20C puede ser fragil a la temperatura de 4C de un refrigerador casero y,sin embargo, deformarse rapidamente a la temperatura del agua hirviendo a 100C.Las propiedades mecanicas de los polimeros se especifican con mucho de los mismos parametros que se emplean para los metales ( es decir, modulos de elasticidad y resistencia a la tension, de impacto y a la fatiga). No obstante, los polimeros varian mucho mas en resistencia, rigidez, etc., que los metales. Las razones principales de esta variacion son que, aun con los mismos constituyentes quimicos, dos polimeros pueden tener diferentes longitudes de cadena y diferentes numeros de atomos pueden estar en un estado cristalino respecto de uno en estado amorfo. Ademas, las caracteristicas mecanicas de los polimeros, en sumayoria, son su alta sensibilidad a la velocidad de la deformacion, la temperatura y la naturaleza quimica del medio ambiente (la presencia de agua, oxigeno, solventes organicos, etc.). pr lo tanto, los valores particulares para las propiedades mecanicas de lo spolimeros se deberan usar con precaucion. Para la mayoria de los materiales polimericos la prueba simple de esfuerzo-deformacion unitaria sirve para caracterizar algunos de estos parametros.Los polimeros son tan resistentes por unidad de peso como los metales. Se deforman facilmente: partes complicadas que realizan varias funciones se moldean a partir de un polimero en una sola operacin. Sin embargo, las operaciones de moldeo por inyeccion son costosas y solo se justifican para un gran volumen de produccion. Las grandes deformaciones elasticas permiten el diseo de componentes basados en polimeros ajustables a presion, volviendo el ensamble rapido y barato. Los polimeros resisten la corrosion y tienen bajos coeficientes de friccion.Los materiales fibrosos son mucho mas ligeros que las barras convencionales extruidas, los plasticos moldeados y las ceramicas sinterizadas. Sin embargo, los materiales fibrosos resultan notoriamente susceptibles a la corrosion, incluso del aire. Por ejemplo, las fibras de grafito se oxidan facilmente con el aire y no pueden proporcionar su excepcional resistencia por mucho tiempo en un ambiente de oxigeno. Muchas tecnologias modernas requieren elementos de maquinas de combianaciones inusuales con propiedades que no se pueden cumplir con aleaciones metalicas convencionales, con las ceramicas ni con los materiales polimericos. Las tecnologias actuales requieren materiales solidos que tengan bajas densidades, que sean fuertes, rigidos y resistentes a la abrasion y al impacto, y que no se corroan facilmente. Esta combinacion de caracteristicas es bastante formidable, considerando que los materiales resistentes usualmente son relativamentes densos y que el encremento de la rigidez por lo comun disminuye la resistencia al impacto. Ademas, aunque las fibras presentan algunas de estas caracteristiscas, se corroen facilmente.Los materiales compuestos combinan las atractivas propiedades de dos a mas clases de materiales al tiempo que evitan las desventajas. Un material compuesto se disea para presentar una combinacion de las mejores caracteristicas de cada material componente. Por ejemplo, un epoxi reforzado con grafito adquiere la resistencia de las fibras del grafito, mientras protege al grafito de la oxidacion. Tambien el epoxi ayuda a soportar los efuerzos cortantes y proporciona dureza.Los tres tipos principales de materiales compuestos son:1. Particulas reforzadas: tienen aproximadamente las mismas dimensiones en todas las direcciones en una matriz, como el concreto.2. Fibra discontinua reforzada: son fibras de razon longitud-diametro limitada en una matriz, como la fibra de vidrio.3. Fibra continua reforzada: son fibras continuas construidas en una parte en capas , como en las raquetas de tennis de grafito.EXPLIQUE LAS PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MATERIALES METALICOS A TRAVES DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN EL DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACION.METALES.En la figura 3.5 se presenta el diagrama de esfuerzo-deformacion unitaria para un material ductil. Anunque el esfuerzo que se muestra en la figura es de tension, los diagramas esfuerzo-deformacion unitaria para los materiales son esencialmente iguales a la compresion y ala tension. Esta caracteristica no resulta valida cuando se trata con polimeros y ceramicas.La figura 3.6 aclara lo que sucede cerca del esfuerzo de fluencia. Varios de los puntos que aparecen en las figuras 3.5 y 3.6 necesitan describirse:1. Lmite de proporcionalidad (punto P): esfuerzo en el cual la curva esfuerzo-deformacin unitaria se desva de una lnea recta (o el lmite de la teora lineal-elstica, conocida de otra forma como la ley de Hooke).2. Limite elstico (punto E): esfuerzo mximo al que se somete el material y aun regresa exactamente a su longitud original cuando se descarga.

3. Resistencia de fluencia (punto Y): esfuerzo en el cual se presenta primero una deformacin significativa. Si la carga se remueve despus de la fluencia hasta el punto Y, el espcimen presenta un alargamiento permanente de 0,2%.4. Resistencia de rotura (punto U): esfuerzo mximo alcanzado en el diagrama de esfuerzo-deformacin unitaria.5. Esfuerzo de fractura (punto R): esfuerzo al tiempo de fractura o ruptura. Para algunos materiales el esfuerzo de rotura es mayor es mayor que el esfuerzo de fractura.Note que le limite elstico (punto E) no se muestra en la figura 3.5, pero si en la 3.6 y define lo que sucede cerca del punto de demarcacin elstico-plstico. El verdadero esfuerzo de fluencia es difcil de determinar experimentalmente. Una solucin consiste en usar una deformacin unitaria pequea, por lo comn 0,2%, y dibujar una lnea recta con su pendiente igual al mdulo de Young inicial del experimento. El punto donde esta lnea intersecta a la curva esfuerzo-deformacin unitaria se conoce como el punto de fluencia de desviacin del 0,2%. En ambas figuras la resistencia a la fluencia Sy se determina por una deformacin unitaria de 0,002. Es decir, en la figura 3.6, la distancia entre 0 y 0 es 0,002 con lo que se obtiene la deformacin permanente. La carga ocurre a lo largo de OPEY; y la descarga, a lo largo de YO.La porcin de la deformacin unitaria de las figuras 3.5 y 3.6 se puede dividir en comportamiento elstico y plstico. El punto de demarcacin es el punto E, el lmite elstico.

DIGA QUE MATERIALES SON USADOS EN EL DISEO DE: EJES, FLECHAS Y ENGRANES. QUE CARACTERISTICAS MECANICAS DEBEN DE TENER PARA CADA APLICACIN.La mayor parte de las flechas de mquinas se fabrican a partir de un acero al bajo o medio carbono, ya sea rolado en fro o en caliente, aunque tambin cuando se requiera de su superior resistencia, se aplican aceros de aleacin. En flechas de dimetros ms pequeos (menores de alrededor de 3 pulg de dimetro), se recurre ms al acero rolado en fro, y en tamaos mayores se utiliza acero rolado en caliente. La misma aleacin, rolada en fro, tiene propiedades mecnicas superiores a las que tienen rolado en caliente, por el trabajo en fro, pero esto se obtiene a costa de esfuerzos residuales a tensin en la superficie. El maquinado para formar cueros, ranuras o escalones libera estos esfuerzos locales residuales, pudiendo provocar distorsin. Las barras roladas en caliente deben ser maquinadas en toda su superficie para eliminar la capa exterior carburizada. En tanto que en una superficie rolada en fro ciertas porciones pueden quedarse tal cual, excepto cuando se requiera maquinar hasta cierta dimensin para cojinetes, etctera. Se pueden adquirir flechas de acero preendurecido (30HRC) o rectificado a precisin (recto) en dimensiones pequeas y maquinarse con herramientas de carburo. Tambin se dispone de flechas de precisin rectificadas totalmente localizacin angular endurecida (60HRC), pero stas no pueden ser maquinadas. sujetos sobre la flecha.

MATERIALES.Las ruedas dentadas pueden fabricarse de una variedad de materiales muy extensa para obtener las propiedades adecuadas segn el uso que se les va dar. Desde el punto de vista de diseo mecanico, la resistencia y la durabilidad, es decir la resistencia al degaste, son las propiedades mas imoortantes. Sin embargo, en general, el diseador debera considerar la capacidad para fabricar el engranaje, tomando en cuenta todos los procesos de fabricacion que intervienen desde la preparacion del disco para el engrane, pasando por la formacionde los dientes del engranaje hasta el ensamble final de este en una maquina. Otras consideraciones que deben tenerse en cuenta son: peso, resistenciaa la corrosion, ruido y costo.ACEROS PARA LA FABRICACION DE ENGRANES.Los aceros para elementos de herramientas mecanicas y muchos tipos de reductores de velocidad y transmisiones de movimiento para trabajo entre medio y pesado, por lo regular, se fabrican de acero al medi carbono. Entre la amplia gama de aceros al carbono y aceros con aleacion que se utilizan se