Reporte De Tension

Introducción

El presente trabajo tenía como objetivo la comprensión y determinación de la resistencia que tienen distintos tipos de materiales cuando sobre los mismos se aplica una fuerza de tensión. Este se llevo a cabo en el laboratorio de resistencia. Aquí se probó la resistencia que tienen 4 tipos de probetas que son de aluminio 60/61, acero A-709, acero A-1045 y cold Roll. También se represento la grafica de esfuerzo vs. Deformación con ayuda de una barra de silicón.

Para realizar esta práctica se coloco cada una de las probetas en la maquina universal para que así esta ejerciera una fuerza de tensión sobre las mismas, lo cual provocara que se ejerciera un esfuerzo de tensión que es equivalente a la fuerza ejercida divido el área transversal del objeto que se está utilizando.

Los resultados de los esfuerzos máximos obtenidos de cada uno de los materiales son: Aluminio 60/61 de 10,7201psi, Cold Roll de 19,140 psi, A-709 de 31,550 psi y A-1045 de 25,673psi.

Se puede llegar a la conclusión que el objetivo planteado para la práctica si se cumplió exitosamente, debido a que se logro comprender que es lo que ocurría con un material cuando sobre este se aplicaba una fuerza de tensión. También se pudo observar la manera de como se representa la grafica de esfuerzo vs. Deformación de manera clara aunque algunas regiones de estas no son visibles para el ojo humano a simple vista.

Objetivos

Generales

Comprender el comportamiento de probetas de distintos materiales cuando sobre ellas se ejerce una carga a tensión, lo cual provoca su deformación, y determinar la resistencia que pueden llegar a tener las mismas.

Específicos

Determinar si las probetas utilizadas cumplen con los requerimientos que están normalizados, dependiendo del material que se encuentren conformadas estas.

Observar y comprender como se comportan los materiales dúctiles cuando se ejerce una carga de tensión sobre ellos.

Aplicar los conocimientos obtenidos en los periodos de clase para así determinar la resistencia a tensión que tienen las probetas de distintos materiales

Marco Teórico

Para la correcta comprensión de lo realizado durante la práctica, el lector debe contar con ciertos conocimientos como lo son:

Fuerza: Esta es una magnitud física. Generalmente en la medición de la misma se utiliza el Newton(N) en el sistema internacional o la libra fuerza (lbf) en el sistema ingles. Esta es todo agente que es capaz de crear una modificación en la cantidad de movimiento o generar deformación en los mismos.

Esfuerzo Normal: Este se da cuando una fuerza actúa normal al plano de la sección. Para determinar este, se tiene que esfuerzo es fuerza por unidad de área (σ=P/A). Donde P es la fuerza realizada sobre el cuerpo y A es el área utilizada de la sección transversal del objeto donde se está aplicando la fuerza. Dependiendo el caso, este puede utilizarse en el sistema internacional (Pascal, Pa) o en el sistema Ingles (Pound per square inch, Psi).

Resistencia: La resistencia de un material es la propiedad que estos tienen para resistir la acción de las fuerzas. Los 3 esfuerzos básicos que afectan los materiales son compresión, tensión y cortante. Por lo que se debe de conocer qué tipo de esfuerzo se está realizando para determinar la resistencia de dicho material; esto se debe a que dependiendo las características de los materiales, estos pueden ser más resistentes a tensión que a compresión o viceversa.

Material Dúctil: Estos son materiales que tienen la característica de sufrir deformaciones unitarias permanentes antes de llegar al punto de falla. Estos presentan una distorsión visible si las cargas son demasiado grandes. Estos también pueden absorber grandes cantidades de energía de deformación antes de la fractura.

Silicón: Este es un polímero sintético que se encuentra entre los elastómeros. Este presenta una deformación elástica cuando se le aplica fuerza.

Fatiga: Este es un fenómeno, originado por un esfuerzo que es aplicado constantemente sobre un material. El efecto de esto, es que el material se vuelve cada vez menos resistente debido a los cambios en la carga aplicada constantemente. Esta es una de las propiedades que tienen los aceros.

Tenacidad: Esta es la energía que absorbe un material, antes de que el mismo alcance la ruptura. Esto se debe a que los mismos poseen resistencia y ductilidad. Esta es otra de los propiedades de los aceros.

Ley de Hooke: Esta nos dice que la cantidad de estiramiento o compresión que sufre un material, es directamente proporcional a la fuerza que se le es aplicada.

Elasticidad: Esta es la propiedad que tienen algunos materiales como el acero de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre el objeto y el objeto regresa a su forma original cuando cesa la aplicación de la fuerza.

Diagrama de esfuerzo vs. Deformación unitaria:

El esfuerzo axial σ se calcula, cuando se utiliza una probeta de ensayo, dividiendo la carga axial entre el área de la sección transversal.

Cuando se utiliza el área inicial de la probeta en los cálculos, el esfuerzo es llamado esfuerzo nominal, convencional o ingenieril. Pero existe otro valor más exacto del esfuerzo axial que tiene un objeto que está siendo deformado que es llamado esfuerzo real, el cual se calcula utilizando el área real de la barra en la sección transversal donde ocurre la falla. Debido a la disminución en el área real en la probeta de ensayo, el esfuerzo real cada vez se va incrementando más que el esfuerzo nominal.

La deformación unitaria axial promedio (ϵ), se determina dividiendo el alargamiento medido (δ), entre la longitud inicial de la probeta L. Cuando se utiliza la longitud inicial en el cálculo, se obtiene la deformación unitaria normal. Pero también se puede calcular la deformación unitaria verdadera, utilizando la distancia real que tiene en ese momento la probeta.

Con estos datos obtenidos se puede trazar el diagrama de esfuerzo vs. Deformación unitaria de un material. Esta es una característica única del material que se está utilizando y sirve para fines ingenieriles, debido a que muestra el comportamiento del mismo y las propiedades que este tiene.

La deformación unitaria está trazada en el eje horizontal mientras que el esfuerzo en el vertical.

Inicialmente el diagrama tiene una línea con pendiente constante desde el origen hasta un punto que llamaremos A. Esta línea indica que la relación entre el esfuerzo y la deformación es lineal y proporcional uno del otro. A esta pendiente entre el punto de origen y el punto A, se le llama módulo de elasticidad.

Cuando se llega al punto A, se llega al llamado límite de proporcionalidad,

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