Ensayo de Tracción

Ensayos de Tracción

Para realizar un Ensayo de Tracción es necesario ocupar una máquina universal de ensayos.  La Universidad de Santiago de Chile, en el sector de Fundición, tiene en su poder dos máquinas de tracción, las cuales son:

• Zwick-Roell:  Capacidad de 5 ton de carga y un recorrido de 1,5 m. Se usa frecuentemente para fraccionar polímeros.
• Tinius Olsen: Capacidad de 30 ton de carg a y un recorrido de 150 mm.

[Recorrido: Distancia máxima a la puede desplazarse la cruceta móvil y, por ende, cuanto puede estirar la máquina a un material]

Las máquinas al ser universales no solo aplican para ensayos de tracción, sino que también para ensayos de compresión, doblado, doblado en tres puntos, ensayos de cortes, entre otros.

Montaje

El montaje en ambas máquinas mencionadas anteriormente es similar, ya que poseen una cruceta inferior y superior, donde normalmente una cruceta es fija, y ambas máquinas la cruceta inferior es la que no posee movimiento, mientras que la cruceta superior se mueve mediante un mecanismo proporcionado por un dispositivo eléctrico (Zwick-Rowll) o hidráulico (Tinius Olsen).

La región entre las crucetas se posiciona la probeta o muestra para realizar el ensayo de tracción, y esta debe cumplir con unas determinadas características. La muestra es sometida a tracción, y dado a que la cruceta inferior es inmóvil, aparece una fuerza que se opone a este estiramiento y es esta fuerza la que es detectada por la celda de carga, siendo el dispositivo responsable que mide la fuerza que aparece debido a la oposición de la muestra al ser estirada (el estiramiento se mide por otro dispositivo).

Probeta o muestra

La probeta de tracción se compone de una sección reducida donde se concentrará la deformación y unas secciones en los extremos que van adosadas a las crucetas. La transición de las secciones en los extremos y la sección reducida es bastante tenue con el objetivo de evitar sistemas donde se presenten regiones que concentren esfuerzos y sean potenciales epicentros de fallas que impidan una buena representación de la relación entre deformación y carga aplicada.

La muestra de referencia es un acero de bajo contenido de carbono, siendo un acero estructural típico empleado en barras de construcción y tiene un diámetro de 10 mm y una longitud de calibración definida de 100 mm

[Longitud Calibrada: es aquella sección en la muestra que nosotros consideramos como referencia para obtener algunas mediciones posteriores]

Cada uno de los estándares internacionales que tratan este tópico en particular, definen entre otras cosas la forma y dimensiones que debe tener la muestra, y no necesariamente los 10 mm de diámetros y 100 mm de longitud calibrada va a ser usada de manera típica para este ensayo en particular.

Adicionalmente a las marcas que se encuentras a una distancia inicial sin aplicación de deformación que se distancian a 100 mm entre ellas, se han incorporado en la sección reducida marcas a 10 mm de separación (L0, longitud inicial) con el afán de comparar cómo evoluciona la elongación tras ruptura en función de la longitud de referencia.

El ensayo de tracción inicia con la determinación del diámetro de la muestra y el marcaje de la longitud de calibración. El diámetro inicial ha de ser medido con la precisión que se indique en cada una de las normas que rigen el ensayo de tracción, aunque no necesariamente tiene que ser estrictamente el valor nominal señalado.

La norma ASTM E8 plantea que una probeta estándar cilíndricas debe tener un diámetro de  12,5 mm, lo que no significa que todas las probetas tengan ese diámetro, ya que la norma establecido presenta una cierta tolerancia a error.

Una vez medidas estas dimensiones, tanto el diámetro como el marcaje que definimos como longitud de calibración, se procede a montar la muestra en la máquina universal o en una de tracción y se realiza el acoplamiento de la probeta a la máquina a través de las mordazas y posteriormente, empezaríamos a registrar cómo evoluciona la carga en función al estiramiento.

Antes de dar inicio al ensayo de tracción es necesario incorporar un elemento de medición, el cual indica cuanto se está estirando lo que nosotros definimos como longitud de calibración y para hacer esto se ocupa un dispositivo denominado extensómetro, usado como un transductor lineal de voltaje y desplazamiento. La deformación a la cual se somete la probeta a través del montaje de este dispositivo se transforma en una diferencia de potencial asociada al estiramiento particular que se está midiendo, el cual, mediante la configuración del equipo, la relación entre voltaje y desplazamiento es lineal, entonces el programa mide voltaje y hace la transformación a desplazamiento haciendo uso de esa relación lineal.

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