Ensayo de traccion

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Objetivos
* Determinar el diagrama de fuerza axial vs elongación o alargamiento
* Determinar el esfuerzo de proporcionalidad
* Determinar la fuerza de ruptura
* Calcular la deformación longitudinal ε y la estricción Z
* Observar los planos de ruptura

Materiales a utilizar

* Máquina universal de ensayo, marca Losenhausenwerk, capacidad 10 toneladas
* Pié de metro* Micrómetro.
* Probetas normalizadas de acero, aluminio y latón.

* Fotografía 1 Máquina universal de ensayos
Probeta de ensayo normalizada
Teoría

Ley de Hooke

La ley de Hooke relaciona la fuerza axial P aplicada, la longitud L de la probeta, la sección transversal A, el módulo elástico del material y la elongación ΔL correspondiente a una longitud inicial Lo.
Lo anteriorse puede expresar mediante la siguiente ecuación:

∆L=PLAε

Definición de esfuerzo y deformación

La tensión nominal en una probeta sometida a la fuerza axial P y que tiene una sección transversal Ai está definida por:
σ0=PAi

El esfuerzo o tensión se mide en Kgf/cm2
El esfuerzo es una magnitud tensorial, donde no es escalar ni vectorial.
La deformación convencional (ingenieril oaritmética) se define por la razón entre la elongación y la longitud inicial de la probeta.

ε=∆LLi
Diagrama de esfuerzos

El diagrama de esfuerzos es fundamental para determinar las propiedades físicas de los materiales. En el diagrama, indicado en la figura 1, se pueden distinguir el límite de proporcionalidad, el límite de fluencia y el límite de ruptura.

Figura 1 Diagrama de fuerzaversus alargamiento de la probeta
Para determinar si un material es dúctil o frágil tenemos lo siguiente:

Z=A0-AfA0=π4di2-π4df2π4di2

Z=di2-df2di2

di=Diametro inicial de la probeta

df=Diametro final de la probeta, cuando se produce la ruptura del material

Donde el material será dúctil si:

ε>5% Y Z>5%

Se cumple que el material es frágil si:

ε≤5% YZ≤5%

Procedimiento

* Medición del diámetro inicial de las probetas de acero, aluminio y latón. Registro de su longitud inicial.

* Reconocer los componentes constitutivos de la máquina de ensayos universales, tales como: Marco de carga, mordazas, sistema hidráulico de potencia y registro del diagrama de esfuerzos versus elongación, de acuerdo a la aplicación especificada porel profesor.

* Calibración de la máquina y variables a controlar. Elección adecuada del disco contrapeso para conocer la fuerza a fondo de escala.

* Ejecución del ensayo normalizado de tracción asistidos por el profesor, los alumnos registran las fuerzas singulares que se presentan en el ensayo de tracción.

* Obtención del diagrama esfuerzo versus elongación para cada uno delos ensayos efectuados.

Datos registrados

Longitudes iniciales de los materiales que serán expuestos al ensayo de tracción:

Acero: Li=100mm di=10mm

Aluminio: Li=100mm di=10mm

Latón: Li=100mm di=10mm

Para el ensayo de tracción del acero:

Se procede a situar la probeta de acero en las mordazas de la máquina de tracción, luego se procede a realizar una carga deprueba, para establecer los parámetros iniciales de la carga que se aplicara a la probeta, donde se utilizara 10 ton como medida de fondo de escala.

Al ir aplicando la carga en crecimiento paulatinamente, se obtendrá el grafico correspondiente, donde se determinara la carga máxima aplicada y se identificara los sectores en donde se esté en presencia de fuerza de límite de fluencia, fuerza deruptura y fuerza máxima.

La carga máxima obtenida para el acero, y los cambios en el material producidos por esta son:

Pmáx=6550 Kgf
L0=115 mm
df=7,6mm

La máquina de tracción no proporciona el valor del esfuerzo proporcional, tampoco el valor en donde se produce la ruptura del material, ante lo cual se realizara un procedimiento de proporciones de acuerdo a los datos que aparecen en el...
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