Este documento describe curvas de esfuerzo-deformación para diferentes materiales como el hueso humano, el acero y el concreto. Explica las tres fases de las curvas: elástica, plástica y de ruptura. Detalla que la región elástica es lineal, mientras que en la plástica la deformación aumenta rápidamente con esfuerzos constantes y permanece después de reducir el esfuerzo. También compara los módulos de Young de los huesos y características especiales de las curvas para cada material.

1. CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE SISTEMAS
IV CICLO
PRESENTADO POR:
RUTH PATRICIA RAIMUNDO CCAHUANA
CURSO:
FÍSICA II
DOCENTE:
MG. PERCY VÍCTOR CAÑOTE FAJARDO
LIMA – PERÚ
2015
LIMA - 2015

2. 1. ¿Podría describir curvas s-e donde se muestren las 3 fases:
elástica, plástica y de ruptura?
Durante la primera parte de la curva, el esfuerzo es proporcional a la
deformación unitaria, esta es la región elástica. Cuando se disminuye
el esfuerzo, el material vuelve a su longitud inicial. La línea recta termina
en un punto denominado límite elástico.
Si se sigue aumentando el esfuerzo la deformación unitaria aumenta
rápidamente, pero al reducir el esfuerzo, el material no recobra su
longitud inicial. La longitud que corresponde a un esfuerzo nulo es ahora
mayor que la inicial L0, y se dice que el material ha adquirido una
deformación permanente.
El material se deforma hasta un máximo, denominado punto de
ruptura. Entre el límite de la deformación elástica y el punto de ruptura
tiene lugar la deformación plástica.
Si entre el límite de la región
elástica y el punto de ruptura
tiene lugar una gran
deformación plástica el
material se denomina dúctil.
Sin embargo, si la ruptura
ocurre poco después del
límite elástico el material se
denomina frágil.
Figura 1: Curva esfuerzo-deformación
Figura 2: Curva esfuerzo-deformación

3. 2. ¿Podría describir curvas s-e especiales?
 Curva s.e del Hueso Humano
Figura 3: Curvas esfuerzo-deformación en hueso humano
El colágeno óseo es menos denso que el mineral óseo, desempeña el
papel de pegamento del mineral óseo y es el que proporciona la
elasticidad de los huesos. Cuando el colágeno es removido del hueso,
éste es tan frágil que se rompe con los dedos. Para poder calcular la
cantidad de elasticidad de este hueso es mediante el módulo de
elasticidad o de Young que demuestran la elasticidad de los huesos
en referencias con otros huesos.
La comparación de los módulos de Young de los huesos largos es la
siguiente:
Material
Módulo de Young
x 109 N/m2
Hueso (tracción) 16
Hueso (compresión) 9
NIÑOS ADULTOS ANCIANOS< <

4.  Curva s.e del Acero
Es un material usado para la construcción de estructuras, de gran
resistencia, producido a partir de materiales muy abundantes en la
naturaleza. Entre sus ventajas está la gran resistencia a tensión y
compresión y el costo razonable.
En la figura se pueden ver varias zonas:
 Un comportamiento elástico hasta un esfuerzo alto. Se aplican
las relaciones lineales entre el esfuerzo y la deformación, definidas
por la Teoría de la Elasticidad. Los parámetros básicos son el
Esfuerzo de Fluencia (fy) y la deformación unitaria de fluencia (Ey).
 Una zona de comportamiento plástico, en la cual el esfuerzo
permanece prácticamente constante, pero aumenta continuamente
la deformación unitaria.
 Un punto de falla o de ruptura. La deformación unitaria en la falla
es de 0,20 (curva inferior de la figura) para el acero estructural
usado corrientemente en la construcción de estructuras.
La deformación del acero a partir de la fluencia es denominada
ductilidad. Esta es una cualidad muy importante en el acero como
material estructural y es la base de los métodos de diseño plástico.
El Módulo de Elasticidad es prácticamente independiente del tipo de
acero está alrededor de 2000000 kgf/cm2.
Figura 4: Curvas esfuerzo-deformación en aceros estructurales

5.  Curva s.e del Concreto
El concreto no es un material eminentemente elástico, esto se puede
observar fácilmente si se somete a un espécimen a esfuerzos de
compresión crecientes hasta llevarlo a la falla, si para cada nivel de
esfuerzo se registra la deformación unitaria del material, se podría
dibujar la curva que relaciona estos parámetros.
De la figura se observa que la deformación que corresponde a la
resistencia del concreto es 0.002 cm/cm, que corresponde a 2,000
micros deformaciones. Aún después de que el concreto alcanza su
resistencia máxima, y si la carga se sostiene (el esfuerzo disminuye)
hasta lograr la falla total (el concreto truena), se puede medir la
deformación última que soporta el material, ésta deformación es de
0.035 cm/cm.
Figura 5: Curva esfuerzo-Deformación del concreto