Esfuerzo termico

771 palabras 4 páginas
PROPIEDADES TÉRMICAS DE LOS MATERIALES

Se sabe que los materiales cambian sus propiedades con la temperatura. En la mayoría de los casos las propiedades mecánicas y físicas dependen de la Temperatura a la cual el material se usa o de la Temperatura a la cual se somete el material durante su procedimiento.

ESFUERZO TERMICO

Esfuerzo térmico: Esfuerzo de tensión o compresión que se produce en un material que sufre una dilatación o contracción térmica.

Un cambio de temperatura puede ocasionar que un material cambie sus dimensiones. Si la temperatura aumenta, generalmente un material se dilata, mientras que si la temperatura disminuye, el material se contrae. Ordinariamente esta dilatación o contracción es linealmente relacionada con el
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Recordando que:

ℇ=δT/L = αL. ΔT ℇ = α ΔT

Por la ley de Hooke:

σ = E.ℇ σ=E(αΔT)

Donde: σ= expansión térmica α= coeficiente de expansión térmica
E= modula de elasticidad
ΔT= cambio de temperatura

Tensiones resultantes de la expansión y contracción térmicas confinadas:

Considérese una varilla de un sólido homogéneo e Isotrópico que se calienta o enfría uniformemente. Si por ejemplo el movimiento axial de la varilla, se restringe por extremos rígidos, serán introducidas tensiones térmicas. La magnitud de esa tensión que resulta de un cambio de T.

= E (To-Tf): Modulo de elasticidad.
: Coeficiente deformación lineal.
ΔT: (To-Tf)

Si es 0 porque el proceso es de calentamiento (TfTo) la tensión es comprensiva.
Si el espécimen se enfría TfTo, (To-Tf) 0 se genera un esfuerzo de tensión.

Esfuerzos resultantes de Gradientes de Temperatura

Cuando un sólido se calienta ó enfría la distribución interna de la Temperatura dependerá de su tamaño y forma, la conductividad térmica del material y la velocidad del cambio de Temperatura. Los esfuerzos térmicos se pueden establecer como resultado de gradientes de Temperatura a través del cuerpo, las cuales son frecuentemente causados por calentamiento rápido ó enfriamiento rápido en el que la Temperatura cambia más rápidamente afuera que adentro del material.
Por ejemplo,

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