Fractura
La fractura es la separación de un objeto o material en dos o más piezas bajo la acción del estrés . La fractura de un sólido generalmente ocurre debido al desarrollo de ciertas superficies de discontinuidad de desplazamiento dentro del sólido. Si se desarrolla un desplazamiento perpendicular a la superficie, se denomina fisura de tracción normal o simplemente fisura ; si un desplazamiento se desarrolla tangencialmente, se le llama grieta de corte , banda deslizante o dislocación . [1]
Las fracturas frágiles ocurren sin deformación aparente antes de la fractura. Las fracturas dúctiles ocurren después de una deformación visible. La resistencia a la fractura, o resistencia a la rotura, es la tensión cuando una muestra falla o se fractura. Una comprensión detallada de cómo ocurre la fractura en los materiales puede ser asistida por el estudio de la mecánica de la fractura .
La resistencia a la fractura, también conocida como resistencia a la rotura, es la tensión a la que falla una muestra por fractura. [2] Esto generalmente se determina para un espécimen determinado mediante una prueba de tracción , que traza la curva de tensión-deformación (ver imagen). El último punto registrado es la resistencia a la fractura.
Los materiales dúctiles tienen una resistencia a la fractura inferior a la resistencia última a la tracción (UTS), mientras que en los materiales frágiles la resistencia a la fractura es equivalente a la UTS. [2] Si un material dúctil alcanza su máxima resistencia a la tracción en una situación de carga controlada, [Nota 1] continuará deformándose, sin aplicación de carga adicional, hasta que se rompa. Sin embargo, si la carga está controlada por desplazamiento, [Nota 2] la deformación del material puede aliviar la carga, evitando la ruptura.
Las estadísticas de fractura en materiales aleatorios tienen un comportamiento muy intrigante, y los arquitectos e ingenieros las observaron muy pronto. De hecho, los estudios de fracturas o rupturas podrían ser los estudios de ciencias físicas más antiguos, que aún siguen siendo intrigantes y muy vivos. Leonardo da Vinci , hace más de 500 años, observó que las resistencias a la tracción de especímenes nominalmente idénticos de alambre de hierro disminuyen al aumentar la longitud de los alambres (ver, por ejemplo, [3] para una discusión reciente). Galileo Galilei hizo observaciones similares hace más de 400 años. Esta es la manifestación de las estadísticas extremas de falla (un volumen de muestra más grande puede tener defectos más grandes debido a las fluctuaciones acumulativas donde las fallas se nuclean e inducen una menor resistencia de la muestra).[4]
En la fractura frágil no se produce deformación plástica aparente antes de la fractura. La fractura frágil generalmente implica poca absorción de energía y ocurre a altas velocidades, hasta 2133,6 m/s (7000 pies/s) en acero. [5] En la mayoría de los casos, la fractura frágil continuará incluso cuando se interrumpa la carga. [6]
- Resistencia a la tracción
- Límite elástico
- Estrés límite proporcional
- Fractura
- Deformación compensada (típicamente 0.2%)
