COEFICIENTE DE POISSON

El coeficiente de Poisson es una propiedad mecánica de los materiales que permite relacionar la deformación que ocurre en la dirección de una carga con la deformación producida perpendicularmente a ella.

La figura 1-19 permite comprender con mayor claridad el comportamiento de un elemento sometido a esfuerzos normales de tensión. Cuando sobre una barra actúan fuerzas de tensión, el material experimenta un alargamiento en la dirección de la fuerza aplicada. Sin embargo, al mismo tiempo se produce una contracción en la dirección transversal.

Por lo tanto, en un elemento sometido a tensión ocurren simultáneamente dos tipos de deformación:

• Deformación axial: corresponde al cambio de longitud del elemento en la dirección de la carga aplicada.
• Deformación lateral: corresponde al cambio de las dimensiones transversales del elemento.

Deformación axial

Si la longitud inicial del elemento es L₀ y su longitud final después de aplicar la carga es Lf, la deformación axial puede expresarse como:

εa = (Lf − L₀) / L₀

En un elemento sometido a tensión, esta deformación representa el alargamiento por unidad de longitud original.

Deformación lateral

Mientras la barra se alarga, sus dimensiones transversales disminuyen. Si h₀ representa la dimensión lateral inicial y hf la dimensión lateral final, la magnitud de la deformación lateral puede calcularse mediante:

εl = (h₀ − hf) / h₀

Este fenómeno demuestra que la aplicación de una carga axial no solamente modifica la longitud del elemento, sino también sus dimensiones transversales.

¿Qué es el coeficiente de Poisson?

El coeficiente de Poisson, representado generalmente mediante la letra griega ν (nu), relaciona la deformación lateral con la deformación axial del material.

Considerando las magnitudes de ambas deformaciones, puede expresarse como:

ν = εl / εa

Cuando se utilizan deformaciones con signo, la expresión convencional incorpora un signo negativo:

ν = − εlateral / εaxial

El signo negativo se debe a que, bajo tensión, la deformación axial es positiva mientras que la deformación lateral corresponde a una contracción y, por tanto, es negativa.

El coeficiente de Poisson es adimensional, debido a que relaciona dos deformaciones unitarias.

Valores del coeficiente de Poisson

El valor del coeficiente de Poisson depende del material. Algunos valores aproximados son:

El coeficiente de Poisson es una propiedad importante en la mecánica de materiales, ya que permite analizar cómo cambia la geometría de una pieza cuando está sometida a cargas. Su conocimiento resulta fundamental para estudiar deformaciones y diseñar correctamente elementos mecánicos y estructurales.