Resistencia De Materiales Ensayo Traccion

Introducción

El ensayo a tracción es la forma básica de obtener información sobre el

comportamiento mecánico de los materiales. Mediante una máquina de ensayos se

deforma una muestra o probeta del material a estudiar, aplicando la fuerza

uniáxicamente en el sentido del eje de la muestra. A medida que se va deformando

la muestra, se va registrando la fuerza (carga), llegando generalmente hasta la

fractura de la pieza. Así pues, el resultado inmediato es una curva de carga frente

a alargamiento, que transformados en tensión y deformación, en función de la

geometría de la probeta ensayada, aportan una información más general.

Esta práctica tiene el objetivo inmediato de ilustrar, mediante la

experiencia, las propiedades mecánicas de los materiales que se derivan a partir de

un ensayo a tracción.

Objetivos

Objetivo general

Analizar el comportamiento de diversos materiales metálicos al ser sometidos a un esfuerzo de tensión uniaxial.

Reconocer las diferentes partes o piezas de una máquina de ensayo de tracción, por medio de un experimento en el laboratorio.

Analizar los gráficos arrojados por la computadora que indican el comportamiento que tiene un material en cada lapso de un ensayo de tracción.

Objetivo del experimento

El objetivo del ensayo de tracción es determinar aspectos importantes de la

Resistencia y alargamiento de materiales, que pueden servir para el control de calidad, las Especificaciones de los materiales y el cálculo de piezas sometidas a esfuerzos.

Marco Teórico

Para conocer las cargas que pueden soportar los materiales, se efectúan ensayos para medir su comportamiento en distintas situaciones. El ensayo destructivo más importante es el ensayo de

tracción, en donde se coloca una probeta en una máquina de ensayo consistente de dos mordazas,

una fija y otra móvil. Se procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza

Móvil.

La máquina de ensayo impone la deformación desplazando el cabezal móvil a una velocidad

seleccionable. La celda de carga conectada a la mordaza fija entrega una señal que representa la

carga aplicada, las máquinas poseen un plotter que grafica en un eje el desplazamiento y en el otro

eje la carga leída.

Las curvas tienen una primera parte lineal llamada zona elástica, en donde la probeta se comporta

como un resorte: si se quita la carga en esa zona, la probeta regresa a su longitud inicial. Se

tiene entonces que en la zona elástica se cumple que:

F = K (l1 − l0)

Dónde:

F: fuerza

K: cte. del resorte

l1: longitud instantánea bajo carga

l0: longitud inicial

Cuando la curva se desvía de la recta inicial, el material alcanza el punto de fluencia, desde

aquí el material comienza a adquirir una deformación permanente. A partir de este punto, si se

quita la carga la probeta quedaría más larga que al principio.

y se define que ha comenzado la zona plástica del ensayo de tracción. El valor límite entre la

zona elástica y la zona plástica es el punto de fluencia y la fuerza que lo produjo la

designamos como límite de fluencia (LF).

Luego de la fluencia sigue una parte inestable, que depende de cada acero, para llegar a un

máximo en Fmax . Entre FLF y Fmax la probeta se alarga en forma permanente y repartida, a lo

largo de toda su longitud. En Fmax la probeta muestra su punto débil, concentrando la deformación

en una zona en la cual se forma un cuello de botella.

La deformación se concentra en la zona del cuello, provocando que la carga deje de subir. Al

adelgazarse la probeta la carga queda aplicada en menor área, provocando la ruptura.

Probeta al inicio del ensayo indicando las medidas iniciales necesarias.

Analizando las probetas después de rotas, es posible medir dos parámetros:

El alargamiento

final Lf y el diámetro final Df , que nos dará el área final Af .

Estos parámetros se expresan como porcentaje de variación de área y porcentaje de alargamiento

entre marcas, y se calculan según las ecuaciones:

ΔA = (Af – A0)/ A0 Δl = (lf – l0) / l0

Ambos parámetros son las medidas normalizadas que definen la ductilidad del material, que es

la capacidad para fluir, es decir, la capacidad para alcanzar grandes deformaciones sin romperse. La

fragilidad se define como la negación de la ductilidad. Un material poco dúctil es frágil.

El área bajo la curva fuerza-desplazamiento representa la energía disipada durante el

ensayo, es decir la cantidad de energía que la probeta alcanzo a resistir. A mayor energía, se dice

que el material es más tenaz a la fractura.

Por ejemplo:

El acero tipo A630 (Menos Tenaz) requiere un esfuerzo mayor que el A440 (Mas Tenaz) para llegar a la fractura pero en un tiempo menor que el A440, pues este es más Plástico es decir posee en su grafico un área bajo la curva más grande que el A630.

Finalmente, si la curva de tracción del material no presenta claramente dónde termina la zona

elástica y comienza la zona plástica, se define como punto de fluencia al correspondiente a una

deformación permanente del 0,2 %.

Métodos

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