Ensayo Tension

ENSAYO TENSIÓN

BASES TECNICAS DE TENSION

Los datos del ensayo se usan para determinar el límite elástico, el alargamiento, el módulo elástico, el límite proporcional, la reducción del área, la resistencia a la tracción, el punto de fluencia, el esfuerzo de fluencia y otras propiedades de tracción. Los ensayos de tracción a temperaturas elevadas proporcionan los datos de fluencia.

• En ASTM E-8 se proporcionan los procedimientos para los ensayos de tracción de metales.

• Los métodos para los ensayos de tracción de los plásticos se describen en ASTM D-638, ASTM D-2289 (velocidades de deformación altas) y ASTM D-882 (láminas finas).

• En ASTM D-2343 se describe el método para los ensayos de tracción de las fibras de vidrio; ASTM D-897, adhesivos; ASTM D-412, caucho vulcanizado. También denominado ensayo de tensión.

ENSAYO DE COMPRESION

El ensayo de compresión es poco frecuente en los metales y consiste en aplicar a la probeta, en la dirección de su eje longitudinal, una carga estática que tiende a provocar un acortamiento de la misma y cuyo valor se irá incrementando hasta la rotura o suspensión del ensayo.

El diagrama obtenido en un ensayo de compresión presenta para los aceros, al igual que el de tracción un periodo elástico y otro plástico.

En los gráficos de metales sometidos a compresión, que indica la figura siguiente obtenidas sobre probetas cilíndricas de una altura doble con respecto al diámetro, se verifica lo expuesto anteriormente, siendo además posible deducir que los materiales frágiles (fundición) rompen prácticamente sin deformarse, y los dúctiles, en estos materiales el ensayo carece de importancia, ya que se deforman continuamente hasta la suspención de la aplicación de la carga, siendo posible determinar únicamente, a los efectos comparativos, la tensión al limite de proporcionalidad.

En los gráficos de metales sometidos a compresión, que indica la figura siguiente obtenidas sobre probetas cilíndricas de una altura doble con respecto al diámetro, se verifica lo expuesto anteriormente, siendo además posible deducir que los materiales frágiles (fundición) rompen prácticamente sin deformarse, y los dúctiles, en estos materiales el ensayo carece de importancia, ya que se deforman continuamente hasta la suspensión de la aplicación de la carga, siendo posible determinar únicamente, a los efectos comparativos, la tensión al limite de proporcionalidad.

BASE TECNICA

Se proporcionan ensayos de compresión estándar en:

• ASTM C-773 (cerámica de gran resistencia)

• ASTM E-9 (metales)

• ASTM E-209 (metales a elevadas temperaturas)

• ASTM D-695 (plásticos)

FORMULAS PARA DETERMINACIONES A EFECTUAR EN UN ENSAYO DE COMPRESIÓN

En general es posible efectuar las mismas determinaciones que en el ensayo de tracción, por lo que solo insistiremos en las más importantes.

Resistencia estática ala compresión:

Tensión al limite proporcional:

En los metales muy maleables, que se deforman sin rotura, la tensión al límite proporcional resulta el único valor empleado a los fines comparativos.

Tensión al límite de aplastamiento:

El valor de Pf que corresponde al límite de aplastamiento es equivalente al de fluencia por tracción, no presentándose en forma tan nítida como este ni aun en los aceros muy blandos, por lo que generalmente se calcula, en su reemplazo, la tensión de proporcionalidad.

Acortamiento de rotura

correspondiente al alargamiento de rotura por tracción.

Ensanchamiento transversal.

Corresponde a la estricción en tracción.

2 APLICACIONES

ENSAYO DE COMPRESIÓN A LOS ACEROS SAE 1015 Y SAE 1045

Se realizó en la máquina de Ensayos Baldwin con los dispositivos de compresión (foto Nº 4). Del diagrama solo se pueden obtener valores de carga y no de deformación, ya que no se dispone del compres metro (mide acortamientos en la probeta).

Ambas probetas tienen dimensiones iniciales idénticas:

hi (altura) = 30 mm

di (diámetro inicial) = 20 mm => Si = 314,16 mm²

Según la norma ASTM E9-81 la probeta se denomina probeta corta (ho = 0,8 a 2 do).

1. Ensayo de compresión en el material SAE 1015

Del diagrama:

Pp = Esc.P . 120 mm = 125 Kg/mm . 120 mm = 15000 Kgf

sP = Pp/Si = 15000 Kgf/314,16 mm² = 47,75 Kgf/mm²

Los valores siguientes corresponden cuando el ensayo se suspendió a los 25000 Kgf

df = 24,43 mm => Sf = 468,74 mm² y hf = 21,38 mm

Observación:

El ensayo se suspendió a los 25000 Kgf debido a que la probeta se puede comprimir indefinidamente (material muy dúctil).

Para esta carga el acortamiento (d%) y el ensanchamiento (y%) fue:

2. Ensayo de compresión en el material SAE 1045

Pp = EscP . 137 mm = 125 Kgf/mm . 137 mm = 17125 Kgf

sP = 17125 Kgf / 314,16 mm² = 54,51 Kgf/mm²

Los valores al suspender el ensayo para 25000 Kgf son:

df = 20,83 mm² => Sf = 340,45 mm² y hf = 27,42 mm

(Valores de acortamiento y ensanchamiento al suspender el ensayo (a 25000 Kgf):

Los siguientes diagramas son los correspondientes a los ensayos realizados en el SAE 1015 y el SAE 1045.

DEFINICIONES

El ESFUERZO es la Fuerza que actúa sobre un cuerpo y que tiende a estirarla (tracción), aplastarla (compresión), doblarla (flexión), cortarla (corte) o retorcerla (torsión).

ELONGACIÓN: Medida de la ductilidad de un material determinado en un ensayo de tracción. Es el incremento de la longitud en la distancia calibrada (medida después de la ruptura) dividido por la longitud original de la distancia calibrada. Una elongación mayor indica una mayor ductilidad. La elongación no se puede utilizar para predecir el comportamiento de los materiales sometidos a cargas repentinas o repetidas.

LEY DE HOOKE

Cuando un objeto de someter a fuerzas externas, sufre cambios de tamaño o de forma, o de ambos. Esos cambios dependen del arreglo de los átomos y su enlace en el material.

Cuando un peso jala

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