Ensayo De Tension

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE

FACULTAD DE INGENIERIAS

PROGRAMA DE INGENIERIA MECANICA

LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

EXPERIENCIA 4. ENSAYO A LA TENSIÓN: USO DEL DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACIÓN

OBJETIVOS GENERAL

 Realizar el ensayo de tensión para distintos materiales.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Conocer las definiciones y métodos comúnmente utilizados y aprobados por la ASTM para el ensayo o prueba de tracción.

• Entender el significado de los resultados y comprender el comportamiento de los materiales en la prueba de tracción.

• Afianzar valores típicos de la resistencia en algunos materiales sometidos a esta prueba.

• Interpretar correctamente los datos obtenidos en el diagrama de esfuerzo - deformación.

MATERIALES Y EQUIPOS

 Maquina universal de ensayo.

 Probetas de distintos materiales normalizadas.

 Instrumentos de medición (Vernier y metro)

INTRODUCCIÓN

Cuando se habla de una prueba de tracción usualmente nos referimos a un ensayo que se realiza en una máquina que permite medir la deformación y la fuerza aplicada a una probeta fabricada con el material que se desea ensayar. Si la prueba se realiza correctamente, permite conocer las propiedades mecánicas fundamentales del material que son de vital importancia en el diseño.

Utilizando sistemas estandarizados de ensayo, la prueba se puede convertir en un criterio de aceptación o rechazo de un producto después de establecer si el material posee determinadas propiedades mecánicas y tendrá un buen comportamiento durante el tiempo de servicio. Existen muchos ensayos en los que la prueba se realiza directamente en la pieza terminada para poder reproducir exactamente las condiciones de carga reales del elemento.

GENERALIDADES.

El ensayo de tensión mide la resistencia de un material a una fuerza estática o gradualmente aplicada. La prueba de tracción se desarrolla bajo el siguiente procedimiento:

La probeta normalizada se coloca en la maquina de pruebas como aparece en la figura 1 y se le aplica una fuerza F, que se conoce como carga para la cual la probeta generara una deformación determinada, este comportamiento se reflejara en una grafica llamada esfuerzo-deformación.

Figura 1. Mediante un cabezal móvil en la prueba de tensión

se aplica una fuerza unidireccional a una probeta.

Para un material dado, los resultados e un solo ensayo son aplicables a todo tamaño y formas de muestras, si se convierte la fuerza en esfuerzo y la distancia entre marcas calibradas en deformación. El esfuerzo y la deformación se definen mediante las ecuaciones siguientes:

Esfuerzo

Deformación

Donde A0 es el area original de la sección transversal de la probeta antes de iniciarse el ensayo, l0 es la distancia original entre las marcas calibradas y l es la distancia entre las mismas, después de haberse aplicado la fuerza F.

Figura 2. Curva esfuerzo-deformación correspondiente una aleación de aluminio.

CARACTERISTICA DE LA MUESTRA

Las dimensiones y forma de la muestra están normalizadas de acuerdo al producto que se va a ensayar y siempre se deben consultar las normas específicas antes de la prueba. En general la probeta es de sección redonda, cuadrada o rectangular y los extremos tienen un diámetro mayor que el resto del material para facilitar la fijación de la probeta a la máquina.

La región central se hace más delgada para hacer que la fractura ocurra en una porción que no está afectada por los esfuerzos producidos por el dispositivo de sujeción, garantizando que el esfuerzo en esta región sea de tensión únicamente; esta zona se llama longitud de prueba y en ella se hacen las mediciones de elongación durante el ensayo. El cambio de sección de los extremos al centro debe ser muy suave y el acabado de la probeta muy fino, para evitar la concentración de esfuerzos. La exactitud de las dimensiones y el paralelismo de las caras son muy importantes para que la falla no ocurra en un sitio determinado por el cambio de las dimensiones.

APLICACIONES DE LAS CARGAS Y MEDICIONES

Las cargas se aplican ya sea mecánica ó hidráulicamente. Generalmente las máquinas para pruebas de tracción tienen diferentes rangos de medición. Antes de realizar el ensayo se debe determinar aproximadamente la fuerza máxima que se va a alcanzar de acuerdo al tipo de material y a sus dimensiones, para seleccionar una escala adecuada en la que la fuerza máxima no corresponda a las primeras subdivisiones ni a las últimas del dispositivo utilizado para medir la fuerza.

MEDICIÓN DE LA DEFORMACIÓN

Las deformaciones se pueden medir de forma mecánica, eléctrica, electromecánica u óptica. En este experimento se usa un método mecánico usando un extensómetro. La mayoría de estos extensómetros son instrumentos muy precisos y solo se construyen para medir deformaciones muy pequeñas; se debe tener cuidado para no sobrepasar el alcance máximo de medición.

PROPIEDADES OBTENIDAS DEL ENSAYO DE TENSIÓN

A partir de un ensayo de tensión se puede obtener información relacionada con la resistencia, rigidez y ductilidad de un material.

Esfuerzo de cedencia o límite elástico: Es el esfuerzo al cual la deformación plástica se hace importante. En los metales, es por lo general el esfuerzo requerido para que las dislocaciones se deslicen. El esfuerzo de cadencia

...