Ensayos Mecánicos

Ensayos mecánicos

1.Hallar las propiedades mecánicas a partir del siguiente ensayo de tracción, determinando:

a.Resistencia máxima

b.Resistencia al límite elástico

c.Rigidez

d.Tenacidad

e.Resiliencia

f.Alargamiento porcentual

g.Estricción porcentual

Realizar los gráficos: P= f (Dl) y s= f (e)

Los datos obtenidos del ensayo son:

f0= 10 mm lo= 100 mm Esc F= 85 kg/div

ff= 9,8 mm lf= 101,5 mm Esc long= 1 div/0,005 mm

P [ div] Dl [div]

0 0

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

9 9

10 10

11 20

12 30

12 40

12 50

13 60

14 70

18 80

20 90

25 100

29 120

34 140

36 180

38 200

42 220

48 260

46 280

44 300

2.-Realiza un cuadro que resuma las propiedades mecánicas de un material metálico que puedan obtenerse mediante un ensayo de tracción. El mismo deberá contener las variaciones que se evidencian cuando se ensaya un material dúctil, uno semi-dúctil y uno frágil. Para cada propiedad incluye: nombre, definición, símbolo que la caracteriza, fórmula de obtención (si corresponde), unidades, indicación en el diagrama s-x.

3.- Realiza un cuadro comparativo entre los ensayos de Choque: Charpy e Izod, indicando: Tipo de probeta- Forma de sustentación de la misma- Máquina de ensayo utilizada- Cálculo del trabajo absorbido- Propiedad que se determina.

4.-Explica los mecanismos de rotura por fatiga.

5.- Realiza una síntesis de los ensayos no destructivos más importantes.

6.- Qué propiedades mecánicas resultan de importancia cuando seleccionamos materiales para los siguientes usos:

 Rieles para ferrocarril.

 Tuberías para conducir líquidos o gases calientes.

 Árbol o eje de transmisión.

 Barras de acero para Hormigón Armado.

DESARROLLO:

1)

P [ div] ΔL [div] P [kg] ΔL [mm] 2

ζ [kg/m ] ε [mm/mm]

0 0 0 0 0 0

1 1 85 0,005 1082254,527 0,00005

2 2 170 0,01 2164509,054 0,0001

3 3 255 0,015 3246763,581 0,00015

4 4 340 0,02 4329018,109 0,0002

5 5 425 0,025 5411272,636 0,00025

6 6 510 0,03 6493527,163 0,0003

7 7 595 0,035 7575781,69 0,00035

8 8 680 0,04 8658036,217 0,0004

9 9 765 0,045 9740290,744 0,00045

10 10 850 0,05 10822545,27 0,0005

11 20 935 0,1 11904799,8 0,001

12 30 1020 0,15 12987054,33 0,0015

12 40 1020 0,2 12987054,33 0,002

12 50 1020 0,25 12987054,33 0,0025

13 60 1105 0,3 14069308,85 0,003

14 70 1190 0,35 15151563,38 0,0035

18 80 1530 0,4 19480581,49 0,004

20 90 1700 0,45 21645090,54 0,0045

25 100 2125 0,5 27056363,18 0,005

29 120 2465 0,6 31385381,29 0,006

34 140 2890 0,7 36796653,92 0,007

36 180 3060 0,9 38961162,98 0,009

38 200 3230 1 41125672,03 0,01

42 220 3570 1,1 45454690,14 0,011

48 260 4080 1,3 51948217,3 0,013

46 280 3910 1,4 49783708,25 0,01

Resistencia máxima:

Y máx. = 51948217,3 x 0,013 / 1,3 = 51948217,3 kg/m2

ζ máx. = 51948217,3 kg/m2

Resistencia al Límite Elástico= Ye x secc inicial % esc tensión

10822454,527 x 0,005 / 0,00005= 10822545,3 Kg/ m2

Rigidez: tgα = ζe % εe

Tgα =10822545,27/ 0.0005 = 2,16x10

10 Kg/m 2

Resilencia máx.= A1 x Escζ x Escε

Suponiendo q es lineal

Resiliencia= 1/2 ζe x εe

1/2 x 0,0005 m/m x 10822545,27 kg/m2 = 270,563 kgm/m 3

Alargamiento porcentual:&%= (Lf-Lo)/Lo x 100

(102,5 mm -100 mm)/100m/m x 100% = 1,5%

Estricción Porcentual: φ % = (So – S f)/So .100

[π x (5mm) – π x (4,9mm)] / π x (5mm) 100 = 3,96%

2)

NOMBRE

DEFINICIÓN

SÍMBOLO

FÓRMULA

UNIDADES

Resistencia

Máxima

Es la máxima tensión que puede soportar el material antes de su rotura, este es el cociente entre la carga máxima y la sección inicial de la probeta.

máx.

máx. = Y máx. Esc

kg / m2

Resistencia

al Límite

Elástico

Permite determinar la tensión admisible o tensión de trabajo, sin sufrir

Deformaciones permanentes dividiendo la

tensión al límite elástico por el coeficiente de

seguridad.

e

e = Ye. Esc

kg / m2

Rigidez

Es la resistencia del material frente a la deformación

Elástica. Esta se encuentra

determinada por el módulo de

elasticidad longitudinal del

Material o módulo de Young.

E

Tgα : e/ e

kg / m2

Resilencia

Es la cantidad de energía de deformación que almacena la estructura sin sufrir daños permanente y capaz de cederla cuando se deja de aplicar la misma.

Ur

A1 x Esc xEscε

Kg/m2

Pulgadas

Joule

Tenacidad

Es la medida de la capacidad de un material de absorber energía antes de la fractura.

Kc

AT x Esc xEscε

Kg/m2

Pulgadas

Joule

Alargamiento

Porcentual

...