La plasticidad es
un comportamiento mecánico característico de ciertos materiales inelásticos consistente
en la aparición de deformarse permanente e irreversiblemente
cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico, es decir, por
encima de su límite elástico.
En los metales, la
plasticidad se explica en términos de desplazamientos irreversibles de dislocaciones.
En los materiales elásticos,
en particular en muchos metales dúctiles, un esfuerzo uniaxial
de tracción pequeño
lleva aparejado un comportamiento elástico. Eso significa que pequeños
incrementos en la tensión de tracción comporta pequeños incrementos en la
deformación, si la carga se vuelve cero de nuevo el cuerpo recupera exactamente
su forma original, es decir, se tiene una deformación completamente reversible.
Sin embargo, se ha comprobado experimentalmente que existe un límite, llamado límite elástico, tal que si cierta función
homogénea de las tensiones supera dicho límite entonces al desaparecer la carga
quedan deformaciones remanentes y el cuerpo no vuelve exactamente a su forma.
Es decir, aparecen deformaciones no reversibles.
Modelos
de plasticidad
En general un modelo de
plasticidad requiere definir varios elementos:
- En primer lugar, en el espacio de
tensiones principales se requiere definir la llamada región de tensiones admisibles,
que será un conjunto cerrado (y posiblemente
compacto) de dicho espacio de tensiones. La frontera de dicho conjunto
usualmente se denomina superficie
de fluencia.
- Para puntos del sólido cuyas tensiones
principales estén contenidas en el interior de la región de tensiones
admisibles el comportamiento es elástico. Sin embargo, para puntos de la
superficie de fluencia es necesario definir una "regla de flujo" que
explicita cómo aumentarán la deformación plástica en función de la tasa de
aumento de la tensión y otros parámetros internos si se aumenta la
solicitación sobre un material que ha alcanzado su límite de fluencia.
- Los modelos de plasticidad imperfecta
requerirán la definición de un conjunto de variables internas que den
cuenta del endurecimiento y del desplazamiento de la región de tensiones
admisibles a lo largo del tiempo en función de las tasas de aumento de las
otras variables.
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