Resiliencia de un material

Dureza

La dureza y la resiliencia son propiedades de los materiales. Los materiales pueden soportar cargas de impacto sin fracturarse gracias a la dureza y pueden almacenar energía sin sufrir deformaciones permanentes gracias a la resiliencia¿Qué es la dureza?Entendamos lo que significa la dureza en el uso común; Cuando decimos que alguien es duro, significa que es lo suficientemente fuerte como para soportar condiciones duras. Lo mismo ocurre con los materiales.
La tenacidad es la propiedad por la que el material puede soportar una carga de impacto sin fracturarse (cuando se fractura, se rompe). Si el material puede soportar más tensión sin sufrir una fractura, entonces será el material más resistente.  ¿Qué es la resiliencia?  Entendamos qué es la resiliencia en el uso común; cuando decimos que alguien es resiliente, significa que resistirá y volverá a su ser original en condiciones difíciles. Lo mismo se aplica a los materiales.
Módulo de tenacidadMódulo de resilienciaEl módulo de tenacidad cuantifica esta tenacidad.  Es el área bajo la curva tensión-deformación hasta el punto de fractura. También puede definirse como la energía de deformación almacenada por unidad de volumen del material hasta la fractura.

Creep

ImprimirCuando una persona es resiliente, queremos decir que se recupera de los cambios y vuelve a su personalidad original. La resiliencia en el sentido material es similar. Podemos definir la resiliencia del material como la cantidad de energía que el material puede absorber y volver a su estado original. Si hablamos de estresar el material y que vuelva a su estado original, estamos hablando de que el material se mantiene en la región elástica de la curva tensión-deformación. Resulta que podemos obtener la energía de elasticidad tomando el área bajo la curva de tensión-deformación. Esa área se ha resaltado en la figura siguiente, que es el área bajo la curva desde el origen hasta el límite elástico.
La tenacidad, en contraste con la resiliencia, es la cantidad de energía que puede ser absorbida y seguir avanzando. Una analogía que puede utilizarse para describir la resistencia es la de un coche en un derby de demolición. El coche puede seguir compitiendo mientras sea capaz de moverse. No importa cuántos golpes y cuánta destrucción haya sufrido el coche, sino que mientras el coche pueda moverse puede seguir en la competición. La dureza del coche se basa en el número de golpes y en la cantidad de daños que el coche puede soportar y continuar en la competición. En el caso de los materiales, la cantidad de energía que el material puede absorber plásticamente antes de fracturarse es la dureza.

Fórmula del módulo de resiliencia

La capacidad de un material para absorber energía cuando se deforma elásticamente y devolverla cuando se descarga se denomina resiliencia. Suele medirse por el módulo de resiliencia, que es la energía de deformación por unidad de volumen necesaria para tensar el material desde la tensión cero hasta la tensión de fluencia. La tenacidad de un material es su capacidad de absorber energía en el rango plástico. La capacidad de soportar tensiones ocasionales por encima del límite elástico sin fracturarse es especialmente deseable en piezas como los acoplamientos de los vagones de mercancías, los engranajes, las cadenas y los ganchos de las grúas. La dureza es un concepto comúnmente utilizado, que es difícil de precisar y definir.

Resiliencia

Constante de proporcionalidad entre la tensión y la deformación. Las unidades son las mismas que para la tensión (es decir, la fuerza por unidad de superficie), y las más utilizadas son libras/pulgada2 (psi), Pa (pascal), kilopascal (kPa) y megapascal (MPa)
Esfuerzo en el que un material comienza a deformarse permanentemente (es decir, plásticamente). Antes del límite elástico, el material se deforma de forma elástica (no permanente) y vuelve a su forma original cuando se elimina la tensión aplicada. Una vez superado el límite elástico, una parte de la deformación será permanente y no reversible (deformación plástica, permanente).
Esfuerzo máximo que un material puede soportar mientras se estira o se tira de él antes de que se produzca el estrangulamiento, etapa durante la cual la sección transversal de la probeta comienza a estirarse significativamente y finalmente a fallar (fractura).
Resistencia a sufrir una deformación (elástica) en respuesta a la aplicación de una fuerza, la propiedad de ser inflexible y difícil de distorsionar. Un material rígido tiene una estructura de soporte fuerte y no se deforma mucho cuando se le aplica una tensión. La rigidez de un material está representada por la relación entre la tensión y la deformación (denominada «módulo de elasticidad de Young», «módulo elástico» o «módulo de elasticidad»). Los materiales rígidos, por definición, tienen un módulo de elasticidad alto (es decir, se necesita una tensión considerable para una deformación menor)