18.4 : Diagrama tensión-deformación: materiales frágiles

Los materiales frágiles, incluidos el vidrio, el hierro fundido y la piedra, presentan características únicas. Se fracturan sin cambios considerables en su tasa de alargamiento, lo que indica que su resistencia a la rotura y a la rotura son equivalentes. Estos materiales también muestran niveles de deformación más bajos en el punto de ruptura. La falla en materiales frágiles resulta predominantemente de tensiones normales, como lo demuestra la ruptura creada a lo largo de una superficie perpendicular a la carga aplicada. Estos materiales no presentan estrechamientos significativos. El estrechamiento es la reducción local del área de la sección transversal bajo tensión. Un aspecto interesante de la mayoría de los materiales frágiles es su mayor resistencia última en compresión que en tensión, principalmente debido a defectos microscópicos como grietas o cavidades que pueden debilitar el material bajo tensión de tracción pero que tienen un impacto mínimo en su resistencia a la compresión.

El hormigón, un material frágil común, se comporta de manera diferente bajo tensión y compresión. El diagrama tensión-deformación bajo tensión revela un rango elástico lineal hasta el límite elástico, seguido de un rápido aumento de la deformación hasta la ruptura. Por el contrario, el hormigón muestra un rango elástico lineal mayor bajo compresión y la ruptura no ocurre incluso en tensiones máximas. En cambio, la tensión disminuye a medida que aumenta la deformación hasta que se rompa. Es importante destacar que el módulo de elasticidad, indicado en la curva tensión-deformación por la pendiente de la sección lineal, permanece constante tanto en tensión como en compresión para la mayoría de los materiales frágiles.