Ensayo de tracción en probetas metálicas de sección circular

1. Título: Ensayo de tracción en probetas metálicas de sección circular         Nº 01

2. Grupo: Gr3

2.1. Integrantes:

Montenegro Cusco Mateo Samael         1725601734          Gr1

Rivera Chicaiza Wilma Johana                1723787139                 Gr2

Villalva

3. Objetivos: 

∙ Evaluar las propiedades mecánicas del acero y sus formas de falla.

∙ Estudiar el comportamiento del acero en sus diferentes zonas, hasta alcanzar la falla.

∙ Trazar la curva esfuerzo – deformación unitaria para el las probetas ensayadas e identificar las zonas más representativas en dicha curva.

• Tener la capacidad de interpretar los datos obtenidos en la práctica y utilizarlos correctamente en el desarrollo de la misma.
• Familiarizarse con el uso de máquinas utilizadas en el ensayo de probetas.
• Conocer y Aplicar las normas ASTM en el ensayo de tracción de una probeta de Acero.

4. Resumen:

5. Abstract:

6. Revisión teórica:

6.1. Conceptos Básicos:

6.1.1. Esfuerzo.-Es la reacción interna que se produce en el material al estar sometido a una carga externa que puede ser de tracción, compresión, corte etc. Se lo representa como:

[pic 1][pic 2]

6.1.2.Deformación.- Es la variación en la geometría del material sometido a una carga, la deformación puede ser elástica si regresa a su estado original o plástica si varía su geometría permanentemente al retirar la carga aplicada. Cálculos de la deformación ingenieril:

             [pic 3]

6.1.3. Esfuerzo de fluencia.-Es el esfuerzo que separa el comportamiento elástico y el plástico en el material.

6.1.4. Esfuerzo ultimo.-Es el esfuerzo máximo que resiste el material antes de fracturarse.

6.2. Ensayo de Tracción.-Las  propiedades mecánicas de un material como resistencia máxima, esfuerzo de fluencia, esfuerzo de rotura, módulos elásticos, etc., se obtienen al realizar ensayos normalizados. Por ejemplo el ensayo de tracción consiste en someter a una probeta normalizada del material el cual se desea caracterizar su comportamiento a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la ruptura de la probeta. Esta probeta puede ser de sección o circular o rectangular.

[pic 4]

Fig1.Probeta para ensayo de Tracción. [1]

Lo: longitud inicial.

Ao: área de sección transversal original.

F: fuerza de tracción

Curva esfuerzo-deformación.-Se obtiene de los datos de esfuerzo con su correspondiente deformación obtenidos del ensayo previamente realizado. En esta curva se distinguen dos zonas principales:

Zona elástica.- Se caracteriza por la relación lineal entre esfuerzo-deformación, en esta zona el material recupera su geometría inicial al retirar la carga.

Zona plástica.-La relación entre esfuerzo-deformación no es lineal, en esta zona el material se deforma permanentemente.

[pic 5]

Fig6. Gráfico de la variación de la longitud versus la fuerza

6.3. Ley de Hooke.- Establece que en la zona elástica el esfuerzo es directamente proporcional a la deformación. Cuya constante de proporcionalidad se la represente con la letra E denominado módulo de Young que es propia de cada material.

[pic 6]

7. Equipos y Materiales:

7.1. Materiales:

7.1.1. Probeta normalizada de acero de sección circular (d=12.6 mm) AISI

        1010.

[pic 7]

Fig. Probeta de Acero.

7.2. Equipos:

7.2.1. Máquina universal de ensayos

[pic 8]

Figura 1: Máquina universal de ensayos

Esta máquina sirve para realizar ensayos de tracción y comprensión, para de esta manera medir las propiedades del material ensayado. Consta de mandíbulas accionadas por tornillos o sistema hidráulico.Además posee un sistema que aplica cargas a la probeta normalizada midiendo de forma gráfica la deformación y la carga al instante de su ruptura.

7.2.2. Marcador

[pic 9]

Figura 2: Marcador

Esta máquina sirve para marcar en la probeta  la medida de la elongación (50 mm).

7.2.3. Calibrador

[pic 10]

Figura 3: Calibrador

El calibrador es un instrumento mecánico de medición de interiores, profundidades y exteriores. Además es de alta precisión.

8. Procedimiento:

1. Examinar la calidad de los acabados y superficie de la probeta.

[pic 11]

Figura 4: Acabado superficial de la probeta

1. Tomar las medidas de la probeta, es necesario tomar tres mediciones para evitar errores.
2. Marcar en la probeta los puntos para la medición de la elongación en 50 mm.  
3. Colocar la probeta en la máquina universal de ensayos y sujetarla con las mordazas apropiadas para el tipo de probeta a ensayar.

[pic 12]

              Figura 5: Sujeción de la probeta

1. Encender la máquina universal de ensayos.
2. Establecer la plantilla con la que se va a trabajar en el ensayo. Para este caso se encuentra creada una en la memoria del programa TEST NAVIGATOR  con el nombre “ASTM_E8_TRACCIÓN”.  
3. Verificar que la máquina se encuentre en su posición inicial (Return)
4. Encerar la carga en la máquina universal de ensayos.
5.  Iniciar el ensayo.

[pic 13]

Figura 6: Ruptura de la probeta

1. Observar el tipo de falla de la probeta.

[pic 14]

Figura 7: Falla de la probeta

1. Obtener del software de la máquina universal de ensayos las lecturas de deformación y carga.

9. Datos obtenidos:

Tabla 0.1 Datos de carga y longitudes entre las marcas.

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