INFORME DE LABORATORIO MECANICA DE MATERIALES

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  UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS

FACULTAD DE INGENIERÍA

Docente: Luis Carlos Castillo Martinez

Sección: CV53

Integrantes:

• Alejandra del Pilar Cuellar Yanac
• Grace Kelly Silva Santisteban Trujillo
• Hairo Ronal Chipana Zedano
• Jhon Hurtado Palacios
• Miguel Angel Taya

2021-1

INTRODUCCIÓN

El conocimiento de las características mecánicas de los materiales es de suma importancia para el ingeniero civil, ya que con una mezcla de conocimiento y experiencia resolverá problemas en la vida diaria, problemas que a menudo están ligados al comportamiento mecánico de los materiales.

1 ENSAYO DE TRACCIÓN DEL ACERO NTP/ASTM A 370

1.1 OBJETIVO

• Reconocer y analizar el comportamiento del acero al ser sometido a carga axial de tracción.
• Reconocer y diferenciar las etapas o zonas de comportamiento del material.
• Determinar las propiedades mecánicas del acero sometido a carga axial de tracción.
• Construir e interpretar la gráfica Esfuerzo Vs Deformación para el ensayo de tracción.
• Determinar el esfuerzo de fluencia, límite elástico, módulo de elasticidad, elongación o alargamiento, estricción y el esfuerzo de rotura.
• Reconocer y diferenciar la ductilidad y la fragilidad, así como la tenacidad y la resiliencia.

1.2 FUNDAMENTO TEÓRICO

1.2.1 Propiedades Mecánicas de los Materiales

Cuando un sistema estructural, o un elemento estructural, se somete a solicitaciones externas, sus componentes sufren esfuerzos y se deforman. La relación entre estos esfuerzos y las deformaciones depende del material empleado (propiedades mecánicas del material).

Tipos de Comportamientos:

La capacidad de deformación de un elemento, junto a su capacidad de recuperación de forma, son características propias de cada material. A continuación, se explican los tipos de comportamiento que existen.

1. Comportamiento elástico e inelástico

Si una muestra de acero se somete a un proceso de carga, en que el esfuerzo que se genera está por debajo del esfuerzo del límite elástico, al retirar la carga el elemento recupera sus dimensiones iniciales. Esto se puede interpretar como el trabajo efectuado por la carga, que se almacena como energía potencial interna en la probeta, y esta energía sirve para que, durante el proceso de descarga, la probeta recupera sus dimensiones iniciales.

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Figura N°1 – Diagrama Carga vs. Deformación - Comportamiento Elástico Fuente – REMM Curso Multimedia de Resistencia de Materiales - PUCP

En cambio, si una probeta se carga más allá del límite elástico y luego se descarga, la probeta ya no recupera sus dimensiones iniciales, y queda con una deformación permanente. Este tipo de comportamiento se denomina comportamiento inelástico y se debe a que solo una parte del trabajo que realiza la carga se logra almacenar como energía interna, y el resto se pierde al producir un cambio permanente en la estructura interna del material.

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Figura N°2 – Diagrama Carga Vs Deformación – Comportamiento Inelástico Fuente – REMM Curso Multimedia de Resistencia de Materiales - PUCP

1. Comportamiento Dúctil y Frágil

Algunos materiales pueden desarrollar grandes deformaciones más allá de su límite elástico. Este tipo de comportamiento se denomina ductilidad, y se refleja en la presencia de un escalón de fluencia en el diagrama de Esfuerzo Vs Deformación, que viene acompañado del fenómeno de estricción. El acero dulce, el cobre y el aluminio son ejemplos de materiales que tienen este tipo de comportamiento.

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Figura N°3 – Diagrama Esfuerzo Vs Deformación – Comportamiento Dúctil Fuente – REMM Curso Multimedia de Resistencia de Materiales – PUCP

Otros materiales como el vidrio, la piedra o el concreto, tienen una capacidad reducida de deformación más allá del rango elástico. Este tipo de comportamiento se denomina fragilidad, y se caracteriza porque se alcanza la rotura de manera repentina, sin presentar deformaciones importantes.

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Figura N°4 – Diagrama Esfuerzo Vs Deformación - Comportamiento Frágil Fuente – REMM Curso Multimedia de Resistencia de Materiales - PUCP

1.2.2 Diagrama Esfuerzo Vs Deformación del Acero

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Figura N°5 – Diagrama Esfuerzo Vs Deformación del Acero Fuente – REMM Curso Multimedia de Resistencia de Materiales – PUCP

En una primera etapa de carga, la deformación crece linealmente con el aumento del esfuerzo (aumento de carga). La pendiente de este tramo inicial recto se conoce como.

1.2.3 Módulo de Elasticidad.

El punto A hasta donde se mantiene esta relación lineal se conoce como límite de proporcionalidad, debido a que las deformaciones son proporcionales a los esfuerzos; en esta etapa se cumple la Ley de Hooke.

Si se incrementa ligeramente la carga más allá del punto A, la relación lineal se pierde. Sin embargo, si no se ha pasado al punto B, y se retira la carga, la probeta recupera completamente sus dimensiones iniciales. Estas características de recuperación completa de la forma se denominan comportamiento elástico, y el intervalo en que se produce (segmento OB en la curva) se denomina zona elástica del material.

Si a partir del punto B, se sigue aplicando carga, la probeta sigue formándose e ingresa a una zona denominada, Zona de Fluencia, zona en que la deformación crece apreciablemente sin que se produzca un incremento del esfuerzo. Los puntos C y D, corresponden al inicio y al final del denominado Escalón de Fluencia. El esfuerzo por el cual se inicia este fenómeno, se conoce como esfuerzo de fluencia (σf).

Si se sigue incrementando la carga, se incrementan las deformaciones, y el material entra a una zona denominada de endurecimiento. En esta zona el incremento de deformaciones también viene acompañado de un incremento de esfuerzos, hasta llegar a su valor máximo, denominado esfuerzo último (σu).

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