Dentro de los conceptos b\u00e1sicos de la industria de los metales, la mec\u00e1nica de fractura es uno de los m\u00e1s importantes a conocer. A continuaci\u00f3n, veremos de qu\u00e9 se trata y por qu\u00e9 es importante.<\/p>\n
Podemos decir que la mec\u00e1nica de fractura es la culminaci\u00f3n del proceso de deformaci\u00f3n pl\u00e1stica. Se manifiesta, en general, como la separaci\u00f3n o la fragmentaci\u00f3n de un cuerpo s\u00f3lido en dos o en m\u00e1s partes. Ello, bajo la acci\u00f3n de un estado de gases.<\/p>\n
Cuando se somete a los metales a ensayos de tracci\u00f3n, algunos de estos pueden presentar una estricci\u00f3n en la zona central de la probeta, para romper con los valores de reducci\u00f3n de \u00e1rea. En algunos casos, el n\u00famero total de ello puede llegar al 100%. A ese tipo de fractura se le da el nombre de fractura d\u00factil. No obstante, otros s\u00f3lidos presentan fracturas precedidas por muy peque\u00f1as cantidades de deformaci\u00f3n pl\u00e1stica, con una fisura que se propaga velozmente a lo largo de planos cristalogr\u00e1ficos bien definidos. Estos \u00faltimos poseen una baja energ\u00eda en t\u00e9rminos superficiales. Es a este tipo de fractura que se le da el nombre de fractura fr\u00e1gil.<\/p>\n
Hay, hoy en d\u00eda, mucha confusi\u00f3n todav\u00eda en lo que respecta a la forma de diferenciar los dos tipos de fractura anteriormente mencionados. Esto tiene que ver, en particular, con que se suele considerar el proceso global de deformaci\u00f3n que conduce al fen\u00f3meno de la fractura. Pese a eso, un metal puede fallar por diferentes razones. Una frecuente es el clivaje, que consiste en un proceso de fractura fr\u00e1gil luego de una deformaci\u00f3n macrosc\u00f3pica. Se puede tener, en un metal, una deformaci\u00f3n pl\u00e1stica global despreciable, no obstante, que termine fallando de manera d\u00factil.<\/p>\n
Aunque es cierto que estas diferencias son importantes en t\u00e9rminos conceptuales e hist\u00f3ricos del funcionamiento de los metales, tambi\u00e9n es cierto que desde el punto de vista de la ingenier\u00eda, es fundamental caracterizar el proceso de fractura en funci\u00f3n de que este se produzca de forma lenta o r\u00e1pida. La fractura r\u00e1pida se destaca en particular por la propagaci\u00f3n inestable de una fisura en una estructura. Es decir, cuando la fisura empieza a crecer, el sistema de cargas produce una propagaci\u00f3n acelerada de aquella. En lo que respecta a la fractura lenta, esta es una propagaci\u00f3n estable que necesita para su mantenimiento un aumento continuo de las cargas que se aplican.<\/p>\n
Al respecto del funcionamiento de la mec\u00e1nica de fractura, un estudio publicado en la Universidad Nacional de La Plata explica que:<\/p>\n
El an\u00e1lisis de Griffith se basa en la primera ley de la termodin\u00e1mica, que establece que en un sistema cerrado la energ\u00eda se conserva. Dos tipos de energ\u00eda son consideradas, energ\u00eda de deformaci\u00f3n y energ\u00eda de superficie. Consideramos dos probetas en forma de l\u00e1minas, delgadas, sujetas a una tensi\u00f3n de tracci\u00f3n \u201c\u03c3\u201d. Una probeta tiene una fisura, que es muy peque\u00f1a en longitud respecto al ancho de la l\u00e1mina; la otra no tiene fisura. Si cada una de estas probetas es cargada en tracci\u00f3n hasta obtener el mismo desplazamiento, habr\u00e1 una peque\u00f1a diferencia en los gr\u00e1ficos carga-deformaci\u00f3n, ya que se requerir\u00e1 menos carga para extender la probeta fisurada que la no fisurada, una dada cantidad. La energ\u00eda el\u00e1stica almacenada en cada probeta hasta una dada deformaci\u00f3n \u201c\u0394\u201d, est\u00e1 dada por el \u00e1rea bajo la curva correspondiente y es igual a \u201c\u00bd.P.\u0394\u201d, donde \u201cP\u201d para la probeta fisurada es menor que para la probeta no fisurada. Griffith us\u00f3 esta diferencia en la energ\u00eda el\u00e1stica almacenada para desarrollar una teor\u00eda para la rotura fr\u00e1gil. Razon\u00f3 que, para ir del estado sin fisura al fisurado, no hay solo una disminuci\u00f3n en la energ\u00eda el\u00e1stica, sino tambi\u00e9n un incremento en la energ\u00eda de superficie, debido a la creaci\u00f3n de una nueva superficie con fisura.<\/p><\/blockquote>\n
El estudio realizado por Griffith se bas\u00f3 fundamentalmente en comprender el funcionamiento de la fractura del vidrio de s\u00edlice. Este es un material sumamente fr\u00e1gil. Se ha analizado la resistencia te\u00f3rica de ese tipo de vidrio y la tensi\u00f3n generada en presencia de peque\u00f1as fracturas.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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