Este documento describe un experimento de tracción realizado con dos probetas de materiales diferentes. Se midieron las dimensiones de las probetas cilíndrica y de chapa, y se sometieron a una prueba de tracción para medir la fuerza necesaria para romperlas. Se calcularon propiedades como el alargamiento, la estricción, el esfuerzo de tracción, el límite elástico y la elasticidad. Los resultados proporcionaron información sobre la resistencia y comportamiento del acero F-114 bajo carga.

1. Práctica 2 del laboratorio: Ensayo tracción
PRÁCTICA 2
ENSAYO TRACCIÓN
Hecho por: Francisco Javier Imaz Lorente
FECHA: 29/11/2013
Curso: 2º de ingeniería electrónica
Asignatura: Ciencia de los materiales
Ciencia de los materiales 2º de ingeniería electrónica
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2. Práctica 2 del laboratorio: Ensayo tracción
INTRODUCIÓN
El ensayo de tracción consiste en someter una probeta de forma y dimensiones determinadas
a un esfuerzo de tracción en la dirección del eje hasta la fractura.
Con este ensayo se busca medir la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada
lentamente, en este caso el material que vamos a utilizar es un acero F-114. La velocidad de
deformación suelen ser muy pequeñas del orden de 10
4
a 10
2
s
1
MATERIALES
El material que vamos a utilizar es un acero F-114: Se trata de un acero al carbono de uso
general, es utilizado para piezas con una resistencia media de 650-800 N / mm2 en estado
bonificado, es apto para el temple superficial, este tipo de material suele suministrarse en
bruto como laminación, aunque es posible encontrar formas cilíndricas
REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA
Nuestro ensayo lo realizaremos con dos probetas diferentes, una cilíndrica y otra de chapa.
Probeta cilíndrica
Comenzaremos por realizar las medidas necesarias de nuestra probeta cilíndrica:
10 mm
L 99 mm
L0
k S0
8,16
52
72 ,32 mm
Según la norma UNE-EN 10002-1, k = 11,2; pero nosotros utilizaremos en el laboratorio k=8,16
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Una vez conocidas las medidas de la probeta, debemos prepararla para realizar el ensayo.
Debemos marcar la distancia L0 tal como indica la figura, la distancia desde la cabeza de la
probeta hasta L0 se calcula de la siguiente manera.
D
L L0
2
99 72,32
2
13,5 mm
Para que el ensayo sea mas sencillo, elegiremos D=13.
Una vez calculada la distancia hasta L0, debemos dividir L0 en 10 partes iguales para luego
poder comprobar por donde rompe la probeta tras realizar el ensayo.
Cuando la probeta este lista, debemos colocarla en la maquina ajustándola con unos
adaptadores circulares y se pondrá un bolígrafo y papel milimetrado para obtener el diagrama
de fuerza-alargamiento de nuestro ensayo.
Cuando se realice el ensayo y la probeta se haya roto, en el papel milimetrado habrá dibujada
una grafica y en el medidor aparecerá la fuerza que ha sido necesaria para romper la probeta.
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Tal como nos indicaba el medidor la fuerza necesaria para romper la probeta a sido de 3300
Kp.
Observamos por cual de las linar señaladas anteriormente ha roto nuestra probeta y a partir
de ese dato podremos realizar los cálculos oportunos.
Lo ideal hubiese sido que se rompiese por el centro, pero no ha sido así. Entonces debemos
realizar la siguiente formula para poder calcular el alargamiento que ha sufrido la probeta.
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dxy dyz
A(%)
dyz
L0
L0
100
Para llegar a esta formula debemos saber si la rotura es par o impar, para ello se deben restar
al numero de divisiones totales (N=10), las divisiones que hay entre x e y, que en nuestro caso
es n=1 división. Por lo que la resta sale 9 y nuestra rotura es impar.
Las marcas Z y Z se calcular a partir de formulas.
Z
Z
N
n 1 10 5 1
2 divisiones
2
2
N n 1 10 5 1
3 divisiones
2
2
El resultado se mide a partir de Y.
Una vez marcados los puntos medimos las distancias y aplicamos la formula.
dxy
dyz
45 mm
15 mm
dyz
23 mm
A(%)
dxy dyz
dyz
L0
L0
100
45 15 23 72,32
100 14.76%
72,32
Una vez calculado el alargamiento, el siguiente paso es calcular la estricción a través de la
siguiente formula.
El radio después de la rotura es de 3 mm.
Z (%)
S0
Sf
S0
100
(5 2
32 )
52
100 64%
También debemos calcular la el esfuerzo a la tracción.
Fm ax
S0
3300
52
42 ,01 Kp / mm 2
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Por ultimo es necesario medir la elasticidad, para ello utilizaremos la grafica que hemos
obtenido en el ensayo.
El eje X se calcula a partir del alargamiento, 15 23 45 72,32 =10.68 mm y en la grafica
hay 57 divisiones, por lo que cada división vale:
divX
10 .68 / 57
0,193 mm
En el eje Y también debemos calcular las divisiones, por lo que se sabe que la fuerza máxima es
de 3300 Kp, y en la graficaesta divida en 40 divisiones, por lo que cada división vale:
divY
3300 / 40
82,5 Kp
Para calcular el límite elástico, que es el punto B en la grafica, debemos contar las divisiones
que hay hasta ese punto, y sabemos que son 27divisiones. Por lo que el limite elástico es de
LE
27 82,5
2227.5 Kp
También debemos calcular el puto de rotura, que en la grafica es el punto F, para ello
contamos las divisiones que hay hasta ese punto, y sabemos que son 36 divisiones, por lo que
el punto de rotura es:
F
36 82,5 2970 Kp
Una vez calculado esto, procederemos a calcular la elasticidad:
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FA1
E
S0
LA1
10 82,5
52
2 0,193
L0
1968.046
72,32
Probeta de Chapa
Para comenzar el ensayo con la probeta de chapa debemos medir todas sus dimensiones
L 100 mm
L0 80mm
e 1.5 mm
b 18 mm
Donde e es el espesor, b es la altura, y L0 según la norma de la pag 24.
Como en la probeta cilíndrica ahora debemos calcular la distancia que tiene que haber entre la
cabeza de la probeta de chapa y L0.
d
L L0
2
100 80
2
10 mm
Ahora debemos dividir L0 en 10 partes igual, como en la probeta cilíndrica. Y colocaremos la
probeta de chapa en la maquina, el papel milimetrado y el medidor para poder comenzar el
ensayo.
Tras finalizar el ensayo, el medidor marca una fuerza máxima de 800Kp cando la probeta ha
roto.
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De nuevo se puede observar que no se ha roto por el centro, por lo que la formula para
calcular el alargamiento será la siguiente.
L0´ L0
L0
A(%)
Para llegar a esta formula debemos saber si la rotura es par o impar, para ello se deben restar
al numero de divisiones totales (N=10), las divisiones que hay entre x e y, que en nuestro caso
es n=2 divisiones. Por lo que la resta sale 8 y nuestra rotura es par.
Ahora nuestra Z se calcula como:
Z
N
n
8
2
2
4 divisiones
Con todo esto ya podemos medir las distancias para calcular el alargamiento
dxy 45 mm
dyz 23 mm
120 80
A(%)
100 50%
80
Una vez calculado el alargamiento, el siguiente paso es calcular la estricción, pero en la
probeta plana no tiene estricción
También debemos calcular la el esfuerzo a la tracción.
Fm ax
S0
800
27
29 .63 Kp / mm 2
Por ultimo es necesario medir la elasticidad, para ello utilizaremos la grafica que hemos
obtenido en el ensayo.
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El eje X se calcula a partir del alargamiento, 120 80 =40 mm y en la gráfica hay 63 divisiones,
por lo que cada división vale:
divX
40 / 63 0,635 mm
En el eje Y también debemos calcular las divisiones, por lo que se sabe que la fuerza máxima es
de 800 Kp, y en la gráficaestá divida en 18 divisiones, por lo que cada división vale:
divY
800 / 18 44 .44 Kp
Para calcular el límite elástico, que es el punto B en la grafica, debemos contar las divisiones
que hay hasta ese punto, y sabemos que son 13divisiones. Por lo que el limite elástico es de
LE 13 44.44 577.77 Kp
También debemos calcular el puto de rotura, que en la grafica es el punto F, para ello
contamos las divisiones que hay hasta ese punto, y sabemos que son 18 divisiones, por lo que
el punto de rotura es:
F 18 44.44 799.92 Kp
Una vez calculado esto, procederemos a calcular la elasticidad:
FA1
E
S0
LA1
10 44.44
2 0,635
L0
27 1036.85
80
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