Ley de Hooke (ley de elasticidad de Hooke)

Esta ley establece que la deformación unitaria experimentada por un material elástico es proporcional a la fuerza aplicada sobre el elemento. Es decir, la relación entre la fuerza y la deformación es una constante, que en el caso de los sólidos elásticos se conoce como módulo de elasticidad o módulo de Young.

Esta ley se cumple normalmente a esfuerzos pequeños, donde todavía las deformaciones de los elementos están dentro del rango elástico; es decir, se cumple con fuerzas que no generan deformación permanente (o deformación plástica) en el material.

Módulo de elasticidad transversal

El módulo de elasticidad transversal, también llamado módulo de cizalladura o módulo al cortante, es una constante elástica que caracteriza el cambio de forma que experimenta un material elástico (lineal e isótropo) cuando se aplican esfuerzos cortantes. Es un parámetro característico de cada material en particular e indica la relación entre la tensión cortante y la deformación angular en el material.

Recibe una gran variedad de nombres, tal como: módulo de rigidez transversal, módulo de corte, módulo de cortadura, módulo elástico tangencial, módulo de elasticidad transversal, y segunda constante de Lamé (o de Hooke).

Para un material elástico lineal e isótropo, el módulo de elasticidad transversal es una constante con el mismo valor para todas las direcciones del espacio. En materiales anisótropos se pueden definir varios módulos de elasticidad transversal, y en los materiales elásticos no lineales dicho módulo no es una constante sino que es una función dependiente del grado de deformación.

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Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_de_cizalladura.

Propiedades físicas de algunos materiales de ingeniería
Datos provenientes e varias fuentes. Estas propiedades son esencialmente similares para todas las aleaciones de material específico. Estos datos son académicos, no recomendados para diseño.
Material	Módulo de elasticidad E		Módulo de rigidez G		Razón de Poisson	Peso específico	Densidad de masa	Gravedad específica
	Mpsi	Gpa	Mpsi	Gpa		Lb/in3	Mg/m3
Aleación de aluminio	10,4	71,7	3,9	26,8	0,34	0,10	2,8	2,8
Cobre al berilio	18,5	127,6	7,2	49,4	0,29	0,30	8,3	8,3
Latón, bronce	16,0	110,3	6,0	41,5	0,33	0,31	8,6	8,6
Cobre al berilio	17,5	120,7	6,5	44,7	0,35	0,32	8,9	8,9
Hierro fundido gris	15,0	103,4	5,9	40,4	0,28	0,26	7,2	7,2
Hierro fundido dúctil	24,5	168,9	9,4	65,0	0,30	0,25	6,9	6,9
Hierro fundido maleable	25,0	172,4	9,6	66,3	0,30	0,26	7,3	7,3
Aleaciones de magnesio	6,5	44,8	2,4	16,8	0,33	0,07	1,8	1,8
Aleaciones de níquel	30,0	206,8	11,5	79,6	0,30	0,30	8,3	8,3
Acero al carbono	30,0	206,8	11,7	80,8	0,28	0,28	7,8	7,8
Aleaciones de acero	30,0	206,8	11,7	80,8	0,28	0,28	7,8	7,8
Acero inoxidable	27,5	189,6	10,7	47,1	0,28	0,28	7,8	7,8
Aleaciones de titanio	16,5	113,8	6,2	42,4	0,34	0,16	4,4	4,4
Aleaciones de zinc	12,0	82,7	4,5	31,1	0,33	0,24	6,6	6,6
Fuente: Properties of Some Metals and Alloys, International Nickel Co., N.Y., Metals Handbook, American Society for Metals, Materials Park, Ohio.

Módulo de elasticidad o módulo de Young

Cuando la relación entre la deformación y la fuerza que la genera es lineal, la pendiente de esta gráfica se puede determinar y se conoce como Módulo de elasticidad (E).

Este se puede determinar mediante el uso de la máquina universal y se puede ver aquí: Ensayo de tracción.

 

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El coeficiente de Poisson (denotado mediante la letra griega ) es una constante elástica que proporciona una medida del adelagazamiento de la sección de un prisma de material elástico lineal e isótropo cuando se estira longitudinalmente.

Cuando esto se ocurre, el material se adelgaza en las direcciones perpendiculares a la de estiramiento.

El nombre de dicho coeficiente se le dio en honor al físico francés Simeon Poisson.

Donde ε es la deformación.

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Fluencia o cedencia.

Se denomina así a la deformación brusca que presenta una probeta al ser sometida a un ensayo de tracción, sin incremento de la carga aplicada. No todos los materiales presentan este fenómeno, en cuyo caso la transición entre la deformación elástica y plástica del material no se aprecia de forma clara.

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Máquina Universal de Ensayos

La máquina universal de ensayos es una máquina similar a una prensa, que permite someter diversos materiales a fuerzas normalmente de tracción y compresión.

Esta máquina puede ser hidráulica o funcionar por medio de tornillos.

Los ensayos más realizados en esta máquina son los de tracción, compresión y flexión de vigas.

Aunque está considerada como una máquina para realizar ensayos destructivos y para determinar las propiedades de los materiales, también puede ser utilizada para ensayos no destructivos y para realizar pruebas, no a materiales, si no a elementos, tales como cadenas, cuerdas, ganchos, mosquetones, etc.

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Algunas definiciones de propiedades de materiales

Material Frágil: Propiedad de un material de romperse, al ser sometido a una fuerza, sin sufrir deformaciones notorias.

Material Maleable: Es la propiedad de un material que define su capacidad de dejarse conformar en hojas delgadas por percusión.

Material Dúctil: Es la propiedad de un material que define su capacidad para dejarse conformar en forma de hilos delgados.

Material Resiliente: Es la propiedad de un material que define su capacidad para absorver energía de deformación por cada unidad de volumen.

Material elástico: Es la propiedad de un material que define su capacidad para recuperar su forma original una vez que se retira la fuerza que lo ha deformado.

Algunas de estas propiedades se pueden medir con los ensayos que se muestran en el blog.