Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Ensayo de tensión

42,174 views

Published on

mecanica de materiales

Published in: Education

Ensayo de tensión

  1. 1. ENSAYO DE TENSIÓN MENDOZA BORJA DAIRO ENRIQUE DIRECTOR DEL PROYECTO. ING. DEMÓSTENES DURANGO UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA MONTERÍA-CÓRDOBA Resumen En el proceso de formación del ingeniero mecánico es vital conocer las propiedades de los materiales empleados, ya que estas nos determinan las aplicaciones que podemos darle a este en la industria. Para ello es necesario hacer uso de ensayos o pruebas que nos permitan comprender el comportamiento general de cualquier material cuando es sometido diferentes tipos de condiciones, ensayos como de tensión, compresión, flexión y dureza nos brindan la información necesaria a la hora de desarrollar adecuadamente diseños de componentes, sistemas y procesos que sean confiables y económicos. El ensayo de tensión es usado para medir la resistencia de un material cuando es sometido a una fuerza cuasiestática aplicada de manera axial. De esta manera se determinaran las propiedades de un material por medio de una muestra, en la cual se busca determinar hasta su última resistencia implicando con esto su deterioro o destrucción. Este ensayo consiste en medir la deformación que sufre la muestra a medida que se aplica la fuerza gradualmente, con el fin de conocer ciertas propiedades mecánicas de materiales como su resistencia, rigidez y ductilidad. Palabras claves. Esfuerzo, resistencia, rigidez, ductilidad, modulo de elasticidad. Abstract In the process of mechanical engineering education is vital to know the properties of the materials used, as these determine the applications that we can give to this industry. This requires the use of tests or tests that allow us to understand the general behavior of any submitted material when different types of conditions, tests like tension, compression, bending and hardness give us the information necessary to properly design when developing components, systems and processes that are reliable and economical. Keywords. Stress, strength, stiffness, ductility, elastic modulus.
  2. 2. 1. INTRODUCCIÓN 3. MARCO TEÓRICO Generalmente los ensayos que se utilizan para conocer las propiedades de los materiales son de tipo destructivos, este es el caso del ensayo de tensión el cual es utilizado para medir la resistencia de un material a una fuerza cuasiestática (se aplicada lentamente). Esta prueba consiste en alargar una probeta de ensayo por fuerza de tensión, ejercida gradualmente, con el fin de conocer ciertas propiedades mecánicas de materiales en general: su resistencia, rigidez y ductilidad. Para conocer las cargas que pueden soportar los materiales, es necesario efectuar ensayos que nos permitan medir su comportamiento en distintas situaciones. El ensayo de tensión o tracción es de gran importancia para medir la resistencia a la tensión de materiales este consiste, en colocar una probeta en una máquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra móvil. Se procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza móvil. A partir de los resultados obtenidos del ensayo para cierto material podemos extender dichas propiedades a cualquier tipo de estructura. En el ensayo de tensión la fuerza de tensión se aplica sobre una probeta de forma cilíndrica y tamaño normalizado, que se maneja universalmente entre los ingenieros. Este ensayo se lleva a cabo a temperatura ambiente entre 10ºC y 35ºC. 2. OBJETIVO GENERAL 3.1 estandarización de las probetas. Conocer algunas propiedades como la ductilidad, rigidez y resistencia de un material a partir de una muestra que es sometida a una fuerza por medio de una prensa. 2.1 Objetivos específicos Determinar los esfuerzos deformaciones de las muestras. y Dimensiones probetas circulares G=longitud calibrada 50 mm D= diámetro sec calibrada 13mm R= radio zona transición 10mm A= longitud zona reducida 60mm L= longitud total aprox 125mm P= longitud zona sujeción 35mm C= diámetro zona sujecion 20mm Realizar la gráfica esfuerzo-deformación para cada una de las muestras. Calcular experimentalmente el módulo de elasticidad de los materiales empleados. Para probetas cuadradas pulgadas) tenemos: (medidas en
  3. 3. Esfuerzo y deformación ingenieriles Los resultados de un solo ensayo se aplican a todos los tamaños y secciones transversales de especímenes de determinado material, siempre que se convierta la fuerza en esfuerzo, y la distancia entre marcas de calibración se convierta a deformación. El esfuerzo ingenieril (lb/pul^2) y la deformación ingenieril (pul/pul) se definen con las siguientes ecuaciones: Esfuerzo ingenieril Deformación ingenieril En la curva podemos distinguir dos regiones: Zona elástica: La región a bajas deformaciones (hasta el punto P), donde se cumple la Ley de Hooke: (E = modulo elástico). Zona plástica: A partir del punto E. Se pierde el comportamiento lineal, el valor de tensión para el cual esta transición ocurre, es decir, se pasa de deformación elástica a plástica, es el Límite de Elasticidad, σy, del material. Deformación elástica. Donde: F=fuerza aplicada. A0 = área transversal L= longitud final Lo= longitud inicial En esta zona las deformaciones se reparten a lo largo de la probeta, son de pequeña magnitud y, si se retirara la carga aplicada, la probeta recuperaría su forma inicial. Ley de Hooke: Aplica solamente a la zona elástica de los materiales y dice que el esfuerzo axial (σ) es directamente proporcional a la deformación unitaria axial (ξ) y que la constante de proporcionalidad entre los dos es el módulo de elasticidad. Diagrama de esfuerzo-deformación El Diagrama Esfuerzo – Deformación es utilizado cuando se lleva a cabo el ensayo de Tensión. Este tipo de graficas se pueden hacer con los datos calculados esfuerzodeformación ingenieriles, o con los datos correspondientes a esfuerzo – deformación reales. Deformación plástica Definimos como plasticidad a aquella propiedad que permite al material soportar una deformación permanente sin fracturarse. Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de deformarse en el sentido de
  4. 4. aplicación de la fuerza. En el caso del ensayo de tensión, la fuerza se aplica en dirección de su eje y por eso se denomina axial, la probeta se alargara en dirección de su longitud Modulo de elasticidad o de Young Es la pendiente de la curva esfuerzodeformación en su región elástica. Esta relación es la ley de Hooke: Resistencia a la tensión La Resistencia a Tensión es la tensión en el máximo del diagrama tensión-deformación nominal. Esto corresponde a la máxima tensión que puede ser soportada por una estructura a tracción; si esta tensión es aplicada y mantenida, se producirá la rotura. Hasta llegar a este punto, toda la deformación es uniforme en la región estrecha de la probeta. Cuando se alcanza la tensión máxima, y se mantiene la fuerza sobre la probeta esta posteriormente se fracturara. Esta la podemos calcular así: Fluencia o cadencia: Es la deformación brusca de la probeta sin incremento de la carga aplicada. Este esfuerzo se da en el límite de la zona de deformación elástica y la zona de deformación plástica. Ductilidad Es una medida del grado de deformación plástica que puede ser soportada hasta la fractura. Un material que experimenta poca o ninguna deformación plástica se denomina frágil. La ductilidad puede expresarse cuantitativamente como alargamiento relativo porcentual, o bien mediante el porcentaje de reducción de área. El alargamiento relativo porcentual a rotura, %EL, es el porcentaje de deformación plástica a rotura. El módulo es una medida de la rigidez del material. Un material rígido, con un alto módulo de elasticidad, conserva su tamaño y su forma incluso al ser sometido a una en la región elástica. Tenacidad La tenacidad de un material es un término mecánico que se utiliza en varios contextos; en sentido amplio, es una medida de la capacidad de un material de absorber energía antes de la fractura. La geometría de la probeta así como la manera con que se aplica la carga son importantes en la determinación de la tenacidad. 4. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO Se anotan las medidas correspondientes iníciales a la probeta a ensayar. Se le hacen las marcas a la probeta para ver en el término del ensayo hasta que medida termino. Se prepara la máquina de ensayo y se colocan los aditamentos correspondientes usados para sujetar la probeta. Se procede a bajar la máquina para que sujete la probeta de la manera correcta verificar que quede lo mas recta posible. Se le coloca el seguro al gato y se comienza a bombear de modo gradual; cuando se llegue a la posición ligeramente por encima de 0 psi, se establecerá el punto inicial de la prueba, de esta manera se puede registrar en las tablas la lectura inicial del calibrador instalado en la máquina.
  5. 5. Accionar de nuevo el gato hasta lograr una lectura en el manómetro de 200 Psi. Posteriormente se procede a consignar en la tabla de toma de datos la lectura del calibrador y el diámetro de la probeta, de 200 en 200 psi. Este procedimiento se repite hasta encontrar de manera experimental el punto de encuellamiento. Una vez encontrado este punto dentro de la práctica se procederá a aplicar presiones pequeñas de manera lenta, para lograr con esto captar las variaciones de presiones y poder consignar de esta manera los datos en las respectivas tablas. para posteriormente generar la gráfica esfuerzo-deformación. Calibrador de Vernier Para tomar las medidas de las probetas con las que se realizara el ensayo. Probetas. Son las muestras a las que les va a realizar el estudio. Se afloja el gato, la mesa móvil superior retorna a su posición inicial y se aflojan las mordazas de la máquina. Una vez se cuenten con todos los datos experimentales, el estudiante procederá a realizar los cálculos pertinentes y de esta manera realizar el análisis de los resultados obtenidos en la práctica. 6. BIBLIOGRAFIA 5. EQUIPO UTILIZADO Maquina universal de ensayos La máquina de ensayo de tensión (máquina universal) cuenta con un marco en el cual se encuentran dos mordazas: una fija y una móvil. La mordaza móvil, por lo general, se mueve mediante un tornillo sin fin o un mecanismo hidráulico. Como datos de entrada requiere la longitud calibrada y el área de sección transversal de la probeta •ASKELAND, Donal R., “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, Thomson Editores. México, 1998. •William F. Smith. Tercera edición. Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales. •William D. Callister Jr. Editorial Reverte S.A. Introducción a la ciencia e ingeniería de materiales.

×