Elasticidad: En física el término elasticidad designa la propiedad mecánica de
ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran
sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si
estas fuerzas exteriores se eliminan.
La elasticidad es estudiada por la teoría de la elasticidad, que a su vez es
parte de la mecánica de
sólidos deformables. La
teoría de la elasticidad
(ETE) como la mecánica
de sólidos
(MS)
deformables describe
cómo un sólido (o fluido
totalmente confinado)
se mueve
y deforma
como respuesta a
fuerzas exteriores.
La diferencia
entre la TE y la MS es
que la primera sólo
trata sólidos en
que las
deformaciones
son
termodinámicamente
reversibles y en los
que el estado tensiones
en un punto X
en un instante dado dependen sólo de las deformaciones en el mismo punto y
no de las deformaciones anteriores (ni el valor de otras magnitudes en un
instante anterior).
La propiedad elástica de los materiales está relacionada, como se ha
mencionado, con la capacidad de un sólido de sufrir transformaciones
termodinámicas reversibles e independencia de la velocidad de deformación
(los sólidos viscoelásticos y los fluidos, por ejemplo, presentan tensiones
dependientes de la velocidad de deformación). Cuando sobre un sólido
deformable actúan fuerzas exteriores y éste se deforma se produce un trabajo
de estas fuerzas que se almacena en el cuerpo en forma de energía potencial
elástica y por tanto se producirá un aumento de la energía interna. El sólido se
comportará elásticamente si este incremento de energía puede realizarse de
forma reversible, en este caso se dice que el sólido es elástico.
, Plasticidad: La plasticidad es la propiedad mecánica de un material anelástico,
natural, artificial, biológico o de otro tipo, de deformarse permanente e
irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su
rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico.
En los metales, la plasticidad se explica en términos de desplazamientos
irreversibles de dislocaciones.
En los materiales elásticos, en particular en muchos metales dúctiles, un
esfuerzo uniaxial de tracción pequeño lleva aparejado un comportamiento
elástico. Eso significa que pequeños incrementos en la tensión de tracción
comporta pequeños incrementos en la deformación, si la carga se vuelve cero
de nuevo el cuerpo recupera exactamente su forma original, es decir, se tiene
una deformación completamente reversible. Sin embargo, se ha comprobado
experimentalmente que existe un límite, llamado límite elástico, tal que si
cierta función homogénea de las tensiones supera dicho límite entonces al
desaparecer la carga quedan deformaciones remanentes y el cuerpo no vuelve
exactamente a su forma. Es decir, aparecen deformaciones no-reversibles.
Este tipo de comportamiento elasto-plástico descrito más arriba es el que se
encuentra en la mayoría de metales conocidos, y también en muchos otros
materiales. El comportamiento perfectamente plástico es algo menos
frecuente, e implica la aparición de deformaciones irreversibles por pequeña
que sea la tensión, la arcilla de modelar y la plastilina se aproximan mucho a
un comportamiento perfectamente plástico. Otros materiales además
presentan plasticidad con endurecimiento y necesitan esfuerzos
progresivamente más grandes para aumentar su deformación plástica total. E
incluso los comportamientos anteriores pueden ir acompañados de efectos
viscosos, que hacen que las tensiones sean mayores en casos de velocidades
de deformación altas, dicho comportamiento se conoce con el nombre de
visco-plasticidad.
La plasticidad de los materiales está relacionada con cambios irreversibles en
esos materiales. A diferencia del comportamiento elástico que es
termodinámicamente reversible, un cuerpo que se deforma plásticamente
experimenta cambios de entropía, como desplazamientos de las dislocaciones.
En el comportamiento plástico parte de la energía mecánica se disipa
internamente, en lugar de transformarse en energía potencial elástica.
Microscópicamente, en la escala de la red cristalina de los metales, la
plasticidad es una consecuencia de la existencia de ciertas imperfecciones en
la red llamadas dislocaciones. En 1934, Egon Orowan, Michael Polanyi y
Geoffrey Ingram Taylor, más o menos simultáneamente llegaron a la
conclusión de que la deformación plástica de materiales dúctiles podía ser
explicada en términos de la teoría de dislocaciones. Para describir la plasticidad
usualmente se usa un conjunto de ecuaciones diferenciales no lineales y
dependientes del tiempo que describen los cambios en las componentes del
tensor deformación y el tensor tensión con respecto al estado de deformación-
tensión previo y el incremento de deformación en cada instante.
ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran
sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si
estas fuerzas exteriores se eliminan.
La elasticidad es estudiada por la teoría de la elasticidad, que a su vez es
parte de la mecánica de
sólidos deformables. La
teoría de la elasticidad
(ETE) como la mecánica
de sólidos
(MS)
deformables describe
cómo un sólido (o fluido
totalmente confinado)
se mueve
y deforma
como respuesta a
fuerzas exteriores.
La diferencia
entre la TE y la MS es
que la primera sólo
trata sólidos en
que las
deformaciones
son
termodinámicamente
reversibles y en los
que el estado tensiones
en un punto X
en un instante dado dependen sólo de las deformaciones en el mismo punto y
no de las deformaciones anteriores (ni el valor de otras magnitudes en un
instante anterior).
La propiedad elástica de los materiales está relacionada, como se ha
mencionado, con la capacidad de un sólido de sufrir transformaciones
termodinámicas reversibles e independencia de la velocidad de deformación
(los sólidos viscoelásticos y los fluidos, por ejemplo, presentan tensiones
dependientes de la velocidad de deformación). Cuando sobre un sólido
deformable actúan fuerzas exteriores y éste se deforma se produce un trabajo
de estas fuerzas que se almacena en el cuerpo en forma de energía potencial
elástica y por tanto se producirá un aumento de la energía interna. El sólido se
comportará elásticamente si este incremento de energía puede realizarse de
forma reversible, en este caso se dice que el sólido es elástico.
, Plasticidad: La plasticidad es la propiedad mecánica de un material anelástico,
natural, artificial, biológico o de otro tipo, de deformarse permanente e
irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su
rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico.
En los metales, la plasticidad se explica en términos de desplazamientos
irreversibles de dislocaciones.
En los materiales elásticos, en particular en muchos metales dúctiles, un
esfuerzo uniaxial de tracción pequeño lleva aparejado un comportamiento
elástico. Eso significa que pequeños incrementos en la tensión de tracción
comporta pequeños incrementos en la deformación, si la carga se vuelve cero
de nuevo el cuerpo recupera exactamente su forma original, es decir, se tiene
una deformación completamente reversible. Sin embargo, se ha comprobado
experimentalmente que existe un límite, llamado límite elástico, tal que si
cierta función homogénea de las tensiones supera dicho límite entonces al
desaparecer la carga quedan deformaciones remanentes y el cuerpo no vuelve
exactamente a su forma. Es decir, aparecen deformaciones no-reversibles.
Este tipo de comportamiento elasto-plástico descrito más arriba es el que se
encuentra en la mayoría de metales conocidos, y también en muchos otros
materiales. El comportamiento perfectamente plástico es algo menos
frecuente, e implica la aparición de deformaciones irreversibles por pequeña
que sea la tensión, la arcilla de modelar y la plastilina se aproximan mucho a
un comportamiento perfectamente plástico. Otros materiales además
presentan plasticidad con endurecimiento y necesitan esfuerzos
progresivamente más grandes para aumentar su deformación plástica total. E
incluso los comportamientos anteriores pueden ir acompañados de efectos
viscosos, que hacen que las tensiones sean mayores en casos de velocidades
de deformación altas, dicho comportamiento se conoce con el nombre de
visco-plasticidad.
La plasticidad de los materiales está relacionada con cambios irreversibles en
esos materiales. A diferencia del comportamiento elástico que es
termodinámicamente reversible, un cuerpo que se deforma plásticamente
experimenta cambios de entropía, como desplazamientos de las dislocaciones.
En el comportamiento plástico parte de la energía mecánica se disipa
internamente, en lugar de transformarse en energía potencial elástica.
Microscópicamente, en la escala de la red cristalina de los metales, la
plasticidad es una consecuencia de la existencia de ciertas imperfecciones en
la red llamadas dislocaciones. En 1934, Egon Orowan, Michael Polanyi y
Geoffrey Ingram Taylor, más o menos simultáneamente llegaron a la
conclusión de que la deformación plástica de materiales dúctiles podía ser
explicada en términos de la teoría de dislocaciones. Para describir la plasticidad
usualmente se usa un conjunto de ecuaciones diferenciales no lineales y
dependientes del tiempo que describen los cambios en las componentes del
tensor deformación y el tensor tensión con respecto al estado de deformación-
tensión previo y el incremento de deformación en cada instante.
