CARGA ESTÁTICA

     Una carga estática es una acción estacionaria de una fuerza o un momento que actúan sobre cierto objeto. Para que una fuerza o momento sean estacionarios o estáticos deben poseer magnitud, dirección y punto (o puntos) de aplicación que no varíen con el tiempo.

• Distorsión o deformación plástica: la pieza adquiere una deformación plástica tal que le impide cumplir su misión. El % de deformación admisible depende de cada aplicación. El límite elástico nominal de los materiales suele definirse para un 0,2% de deformación plástica.

• Rotura: el fallo por rotura puede ser de dos tipos; dúctil (precedida de gran deformación plástica) o frágil (no precedida de gran deformación plástica y por lo tanto muy peligrosa).

TEORÍA DE FALLAS

     La falla es la pérdida de función de un elemento tanto por deformación (fluencia) como por separación de sus partes (fractura). Los mecanismos de falla dependen de la estructura microscópica del material y de la forma de sus enlaces atómicos. Para predecir la falla de materiales bajo cargas estáticas (se considera carga estática a aquella que no varía su magnitud ni dirección en el tiempo) y poder hacer diseños de elementos de máquinas confiables se han desarrollado varias teorías para grupos de materiales, basándose en observaciones experimentales. 

Falla de materiales dúctiles: Se considera dúctil a un material que en el ensayo de tensión haya tenido más del 5% de deformación antes de la fractura. En los materiales dúctiles se considera que la falla se presenta cuando el material empieza a fluir (falla por deformación). 

Falla de materiales frágiles: Se considera frágil a un material que en el ensayo de tensión haya tenido menos del 5% de deformación antes de la fractura. En los materiales frágiles se considera que la falla se presenta cuando el material sufre de separación de sus partes (falla por fractura).

Fotografía del S.S. Schenectady destrozado por una rotura frágil. El estudio de las propiedades mecánica del material ayuda a evitar estas situaciones.

CRITERIOS Y HERRAMIENTAS CONVENCIONALES PARA LA SELECCIÓN DE ACEROS

     La selección de materiales constituye un aspecto importante en el desarrollo del producto y debe estar presente en cada etapa de la toma de decisiones. El enfoque de la ingeniería concurrente permite al ingeniero o especialista conocer, en los inicios del proceso de diseño, si existe algún problema en cuanto a disponibilidad, costo o procesamiento del material. Es evidente la necesidad de decidir con suficiente anticipación acerca de los materiales que se utilizarán, pues ello puede afectar el diseño de detalle y sobre todo los costos finales del producto.

     Son numerosos los factores que hay que considerar o tener en cuenta a la hora de seleccionar los aceros de ingeniería, y casi todos ellos, se relacionan entre sí. Estos factores para su estudio se pueden agrupar de la forma siguiente.

Factores físicos: Los factores que intervienen en este grupo generalmente son las dimensiones, la forma y el peso del material que se necesita. Todos estos factores se relacionan con el tratamiento del material. Las dimensiones y la forma pueden restringir el tratamiento térmico del material. La forma del material determina si se necesita una pieza fundida o forjada. El peso del material tiene implicaciones no sólo en los costos iniciales, sino también durante el proceso de fabricación. Las dimensiones disponibles también juegan un papel importante, pues determina si se consideran otros materiales. Por ejemplo, los plásticos o el aluminio requieren de dimensiones mayores para alcanzar el mismo rendimiento estructural del acero.