Consideraciones de la Temperatura en el diseño
Al diseñar tomando en cuenta la temperatura, es muy importante tener en cuenta todo el ciclo de vida del material. Eso incluye también el traslado y almacenado del producto final. Pues podrían ser condiciones muy diferentes a las de operación.
Será necesario considerar valores máximos y mínimos en cada etapa de la vida del material. Así como los tiempos a los que se somete el material a esta temperatura, pues pueden causar fatiga en el material.
Resistencia a cierta temperatura
Los materiales tienden a tener diferente resistencia a la fluencia que varía con la temperatura. Por lo tanto es importante tener esto en cuenta. Los valores comerciales se dan a temperatura ambiente.
Existen gráficas de resistencia $S_y$ vs. temperatura $T$ como la que se muestra a continuación (tomada de aquí):
Creep
El creep o deformación por fluencia lenta, es un tipo de deformación continua que depende del tiempo bajo una cierta carga. Su característica más importante es que la fluencia de hecho ocurre abajo de la resistencia a la fluencia!
Esto ocurre principalmente en materiales ferrosos que están expuestos temperaturas elevadas y se les aplica una carga por periodos largos de tiempo. Así que es importante tener en cuenta lo siguiente:
- Material
- Temperatura de exposición
- Duración de la exposición a la temperatura
- Carga
- Duración de la exposición a la carga
Diferente CET ($\alpha$)
El coeficiente de expansión térmica es una propiedad del material que indíca cuanto se deforma un material cuando cambia su temperatura.
\[\varepsilon = \alpha \Delta T\]Esto es importante de considerar cuando se trabaja con distintos materiales que serán expuestos a cambios de temperatura.
La consideración más obvia sería prevenir que los materiales no choquen entre sí o no se presionen unos a otros al expandirse.
Esto puede ocasionar esfuerzos en el ambos materiales.
Sin embargo, otro problema importante pero menos inmediato es lo que pasa con los materiales diferentes unidos entre sí:
Las consideraciones se pudieron haber tomado para que cada material soporte el esfuerzo y la deformación ocurrida por la dilatación térmica. Sin embargo, al estar unidos, la deformación del material adyacente ocasionará esfuerzos mayores en la pieza.
Una forma de solucionar esto sería por ejemplo poner un material intermedio que cuya rigidez sea menor a la de ambos y que pueda absorber las deformaciones entre materiales:
