Acero estructural. Ensayo de tensión

Acero estructural

Introducción

Para este ensayo, se analizó el acero estructural, el cual se sometió a un ensayo de tensión para comprobar sus propiedades. La prueba se realizó dentro de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma De Nuevo León, de ante mano, agradecemos el apoyo brindado por el Dr. José Luis Cavazos al brindarnos la orientación, material y el acceso a las instalaciones del laboratorio de Mecánica de Materiales, ubicado en dicha institución.

Primero conoceremos lo que es el acero estructural, el cual se obtiene al combinar el hierro, carbono y pequeñas proporciones de otros elementos tales como silicio, fósforo, azufre y oxígeno, que le contribuyen un conjunto de propiedades determinadas.

Marco Teórico

El acero laminado en caliente, elaborado con fines estructurales, se le nombra como acero estructural al carbono, con límite de fluencia de 250 mega pascales, eso es igual a 2.549Kg/cm2. Es el resultado de la aleación del hierro y carbono. En los aceros al carbono comunes, el hierro constituye más del 95%.

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Normas

La ASTM aprobó las normas, en este caso se analiza el ASTM E8, la cual describe los métodos de ensayo para determinar la resistencia en el límite elástico, alargamiento al límite elástico, resistencia a la tracción, alargamiento y reducción del área de productos de metal.

Ensayo de tensión

El ensayo de tensión o también conocido como ensayo rey consiste en someter una probeta a una carga de estiramiento hasta conseguir su ruptura. Se utiliza para conocer la resistencia que presentan los materiales cuando son tensionados, proporcionando información sobre las propiedades mecánicas de los materiales tales como: Resistencia a la Cedencia, % de Elongación, % de reducción de área, máximo esfuerzo a la ruptura. 

• Ductilidad: Capacidad que tiene e los cuerpos para deformarse plásticamente.

Para conocer la ductilidad es necesario conocer ciertos datos, los cuales obtendremos a partir de las siguientes formulas.

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La energía que absorbe un cuerpo hasta la zona elástica se le conoce como resiliencia, por otro lado, está la tenacidad que es la energía que absorbe un cuerpo hasta la fractura.

Tenacidad unitaria: Energía por unidad de volumen (aplica para cualquier probeta)[pic 29]

Resiliencia unitaria (Ru): Es cuando el esfuerzo o alcanza el límite de proporcionalidad, la densidad de energía de deformación se conoce como módulo de resiliencia (Para una probeta unitaria).

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Resiliencia total (Rt): (Ru)(Vo)[pic 31]

Tenacidad unitaria: Energía que absorbe un cuerpo o de manera más coloquial el trabajo para que se “truene”. [pic 32][pic 33]

Tenacidad total:

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Fatiga: Es un proceso de degeneración de un material sometido a cargas cíclicas de valores por debajo de aquellos que serían capaces de provocar su rotura.

Límite de endurencia (): Máximo esfuerzo que al darle un numero infinito de ciclos[pic 36][pic 35]

Dureza:  Resistencia que opone un mineral a ser rayado por otro. La temperatura común de la prueba CVN es de 40°F (5°C). Las condiciones de servicio reales pueden llegar a temperaturas mu cho más bajas; para requisitos especiales pueden ser necesarias otro tipo de pruebas.

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Módulo de elasticidad: Es una constante elástica que, al igual que el límite elástico, puede encontrarse empíricamente mediante ensayo de tracción de la materia.

Datos

Cálculos

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