En la ingeniería de materiales, la resistencia al rendimiento y la resistencia a la tracción son dos propiedades que se pueden usar para caracterizar un material. los diferencia principal entre la resistencia al rendimiento y la resistencia a la tracción es que el límite elástico es la tensión mínima bajo la cual se deforma un material permanentemente, mientras la resistencia a la tracción describe la tensión máxima que un material puede manejar antes rotura.
Cuando un material sólido no experimenta ninguna fuerza externa, todas las moléculas que forman el material vibran sobre su posiciones de equilibrio. Esta es la configuración de energía más baja para las moléculas, y si se alejan de sus posiciones de equilibrio, las moléculas intentarán volver a sus posiciones de equilibrio. Técnicamente, estrés Es una medida de estas fuerzas intermoleculares. Si el material no está bajo aceleración, entonces las fuerzas intermoleculares deben ser equilibradas por las fuerzas externas que actúan sobre el material. Por lo tanto, podemos obtener una indicación de estrés midiendo las fuerzas externas que actúan sobre el objeto. El estrés () en un objeto viene dada por la fuerza externa sobre el objeto dividida por el área de la sección transversal de la muestra de un material.
Cuando un objeto está bajo tensión, sufre deformación.. Tensión Es una medida que da la cambio en la longitud de un objeto dividido por la longitud original. A la cepa se le suele dar el símbolo. . Si sometemos una muestra de material a diferentes niveles de tensión, medimos las deformaciones correspondientes y luego generamos una gráfica de tensión contra tensión, obtenemos lo que se llama una curva de tensión-tensión, que es la curva característica de un material dado. El siguiente gráfico muestra la curva de tensión-deformación para un material dúctil típico, como el acero:
Estrés - Curva de deformación para un material dúctil.
Cuando la tensión en un material aumenta lentamente, puede ver que la tensión aumenta en proporción al principio. Si se elimina la fuerza que causa tensión en el material, entonces el material volverá a su forma original. Cuando un material es capaz de hacer esto, decimos que el material es elástico (pensar en una banda de goma). Si la tensión sobre el material sigue aumentando, entonces el material eventualmente alcanzará un punto en que el material se deforme de tal manera que, incluso cuando se eliminan las fuerzas de deformación, el material no puede volver a su forma original. La tensión a la que un material deja de comportarse elásticamente se denomina fuerza de rendimiento. Cuando el material no puede volver a su forma original, decimos que el material es el plastico.
Supongamos que sigues aumentando las fuerzas sobre el material más allá de la resistencia al rendimiento. El material se sigue deformando y, finalmente, las fuerzas entre las moléculas se vuelven incapaces de contrarrestar las fuerzas externas y el material se rompe. La tensión máxima que el material puede manejar antes de romperse se llama resistencia a la tracción o fuerza final.
Cuando miras la curva de tensión-deformación de arriba, la tensión parece disminución A medida que el material se alarga. Esto se debe a que las definiciones de tensión y tensión utilizadas para dibujar estos diagramas no tienen en cuenta cambios en el area Eso ocurre cuando las fuerzas se aplican sobre el material. En cambio, aquí se supone que el área permanece constante. Este tipo de definición de estrés que no toma en cuenta los cambios en el área se llama estrés de ingeniería. Si se tiene en cuenta el cambio en el área, entonces la curva de tensión-deformación muestra que a medida que el material continúa alargándose, la tensión también aumenta. La definición de estrés que toma en cuenta el cambio continuo en el área se llama verdadero estrés.
Fuerza de rendimiento Es el estrés que hace que un material pierda su comportamiento elástico..
Resistencia a la tracción Es la tensión máxima que un material puede manejar antes de romperse..