Deformación

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Deformación

La deformación es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica.

Contenido

Medidas de la deformación

La magnitud más simple para medir la deformación es lo que en ingeniería se llama deformación axial o deformación unitaria se define como el cambio de longitud por unidad de longitud:

\varepsilon\ =\frac{\Delta s}{ s}= \frac{s'- s}{ s}

Donde s es la longitud inicial de la zona en estudio y s' la longitud final o deformada. Es útil para expresar los cambios de longitud de un cable o un prisma mecánico. En la Mecánica de sólidos deformables la deformación puede tener lugar según diversos modos y en diversas direcciones, y puede además provocar distorsiones en la forma del cuerpo, en esas condiciones la deformación de un cuerpo se puede caracterizar por un tensor (más exactamente un campo tensorial) de la forma:

[D] = \begin{pmatrix} \varepsilon_{11} & \varepsilon_{12} & \varepsilon_{13} \\ \varepsilon_{21} & \varepsilon_{22} & \varepsilon_{23} \\ \varepsilon_{31} & \varepsilon_{32} & \varepsilon_{33} \end{pmatrix}

Donde cada una de las componentes de la matriz anterior, llamada tensor deformación representa una función definida sobre las coordenadas del cuerpo que se obtiene como combinación de derivadas del campo de desplazamientos de los puntos del cuerpo.

Deformaciones elástica y plástica

Tanto para la deformación unitaria como para el tensor deformación se puede descomponer el valor de la deformación en:

  • Deformación (visco)plástica o irreversible. Modo de deformación en que el material no regresa a su forma original después de retirar la carga aplicada. Esto sucede porque, en la deformación plástica, el material experimenta cambios termodinámicos irreversibles al adquirir mayor energía potencial elástica. La deformación plástica es lo contrario a la deformación reversible.
  • Deformación elástica o reversible el cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza que le provoca la deformación. En este tipo de deformación, el sólido, al variar su estado tensional y aumentar su energía interna en forma de energía potencial elástica, solo pasa por cambios termodinámicos reversibles.

Comúnmente se entiende por materiales elásticos, aquellos que sufren grandes elongaciones cuando se les aplica una fuerza, como la goma elástica que puede estirarse sin dificultad recuperando su longitud original una vez que desaparece la carga. Este comportamiento, sin embargo, no es exclusivo de estos materiales, de modo que los metales y aleaciones de aplicación técnica, piedras, hormigones y maderas empleados en construcción y, en general, cualquier material, presenta este comportamiento hasta un cierto valor de la fuerza aplicada; si bien en los casos apuntados las deformaciones son pequeñas, al retirar la carga desaparecen.

Al valor máximo de la fuerza aplicada sobre un objeto para que su deformación sea elástica se le denomina límite elástico y es de gran importancia en el diseño mecánico, ya que en la mayoría de aplicaciones es éste y no el de la rotura, el que se adopta como variable de diseño (particularmente en mecanismos). Una vez superado el límite elástico aparecen deformaciones plásticas (remanentes tras retirar la carga) comprometiendo la funcionalidad de ciertos elementos mecánicos.

Desplazamientos

Cuando un medio continuo se deforma, la posición de sus partículas materiales cambia de ubicación en el espacio. Este cambio de posición se representa por el llamado vector desplazamiento, u = (ux, uy, uz). No debe confundirse desplazamiento con deformación, porque son conceptos diferentes aunque guardan una relación matemática entre ellos:

\varepsilon_{ij} = {1 \over 2} \left ({\part u_i \over \part x_j} + {\part u_j \over \part x_i}+\sum_{k}{\part u_k \over \part x_i}{\part u_k \over \part x_j}\right)


Por ejemplo en un voladizo o ménsula empotrada en un extremo y libre en el otro, las deformaciones son máximas en el extremo empotrado y cero en el extremo libre, mientras que los desplazamientos son cero en el extremo empotrado y máximos en el extremo libre.

Energía de deformación

Artículo principal: energía de deformación

La deformación es un proceso termodinámico en el que la energía interna del cuerpo acumula energía potencial elástica. A partir de unos ciertos valores de la deformación se pueden producir transformaciones del material y parte de la energía se disipa en forma de plastificado, endurecimiento, fractura o fatiga del material.


Véase también

Enlaces externos

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Sinónimos:
, , , , , , / , , ,


Antónimos:
belleza, proporción


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  • deformación — proceso de adaptación de un material a fuerzas que actúan sobre él. Si las fuerzas están por debajo del límite proporcional, los átomos del enrejado de cristales se desplazan sólo en valores tales que al disminuir la fuerza actuante pueden volver …   Diccionario médico

  • deformación — (Del lat. deformatĭo, ōnis). f. Acción y efecto de deformar. deformación profesional. f. Hábito de hacer o pensar ciertas cosas debido a la profesión que se ejerce …   Diccionario de la lengua española

  • Deformación — (Del lat. deformatio, onis.) ► sustantivo femenino 1 Acción y resultado de alterar o alterarse la forma de algo: ■ el proceso de deformación de una imagen. 2 Alteración que sufre algo y le hace perder su exactitud, naturaleza o sentido: ■ la… …   Enciclopedia Universal

  • deformación — {{＃}}{{LM D11697}}{{〓}} {{SynD11965}} {{［}}deformación{{］}} ‹de·for·ma·ción› {{《}}▍ s.f.{{》}} {{＜}}1{{＞}} Alteración de la forma natural o de la manera de ser: • Los espejos cóncavos producen una deformación de la imagen.{{○}} {{＜}}2{{＞}}… …   Diccionario de uso del español actual con sinónimos y antónimos

  • deformación — (f) (Intermedio) alteración de la forma normal o del estado natural de algo Ejemplos: El protagonista lleva una máscara para ocultar la deformación de su rostro. La deformación del coche se debe a un choque. Colocaciones: deformación profesional… …   Español Extremo Basic and Intermediate

  • deformación — s f Acción de deformar o deformarse y alteración de la forma o apariencia normal, original o correcta que resulta de ello: deformación profesional, deformaciones ópticas, deformación bucal …   Español en México

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  • deformación plástica — cambio permanente de forma o dimensión debido a una fuerza mecánica mayor que el límite elástico (proporcional) del material bajo presión, que no recupera su forma original al eliminar la fuerza deformante. La fuerza que excede el límite… …   Diccionario médico

  • deformación progresiva — Efecto reológico de los metales y otros materiales sólidos que pueden ser elongados o deformados como consecuencia de la aplicación de una carga durante un largo período de tiempo. Diccionario Mosby Medicina, Enfermería y Ciencias de la Salud,… …   Diccionario médico

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