Ensayo de traccion

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OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO

• Conocer los ensayos para la determinación de las propiedades mecánicas de los materiales y saber interpretar los resultados obtenidos en ellos.

• Evaluar la resistencia de materiales mediante el proceso de “Ensayo de Tracción”, para metales y aleaciones.

• Conocer los efectos producidos en un material al ser sometido a una carga, mediante sugráfica Esfuerzo Vs Deformación.

• Entender la importancia del ensayo de tracción para la selección de materiales de ingeniería.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Ensayo de tracción

Para conocer las cargas que pueden soportar los materiales, se efectúan ensayos para medir su comportamiento en distintas situaciones. El ensayo destructivo más importante es el ensayo de tracción, en donde se coloca unaprobeta 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. Un esquema de la máquina de ensayo de tracción se muestra en la siguiente figura:

[pic]
Grafico #1

La máquina de ensayo impone la deformación desplazando el cabezal móvil a una velocidad seleccionable. La celda de cargaconectada a la mordaza fija entrega una señal que representa la carga aplicada, las máquinas poseen un plotter que grafica la curva esfuerzo deformación.
La siguiente figura muestra el gráfico obtenido en una máquina de ensayo de tracción para un acero (curva fuerza Vs deformación)

[pic]
Grafico #2

Las curvas tienen una primera parte lineal llamada zona elástica, en donde la probeta secomporta como un resorte: si se quita la carga en esa zona, la probeta regresa a su longitud inicial.
Se tiene entonces que en la zona elástica se cumple:
F = K (L - L0)
F: fuerza
K: cte del resorte
L: longitud bajo carga
L0: longitud inicial
Cuando la curva se desvía de la recta inicial, el material alcanza elpunto de fluencia, desde aquí el material comienza a adquirir una deformación permanente. A partir de este punto, si se quita la carga la probeta quedaría más larga que al principio. Deja de ser válida nuestra fórmula F = K (L - L0) y se define que ha comenzado la zona plástica del ensayo de tracción.
El valor límite entre la zona elástica y la zona plástica es el punto de fluencia (yieldpoint) y la fuerza que lo produjo la designamos como:

F = Fyp (yield point)
Luego de la fluencia sigue una parte inestable, que depende de cada acero, para llegar a un máximo en F = Fmáx. Entre F = Fyp y F = Fmáx la probeta se alarga en forma permanente y repartida, a lo largo de toda su longitud. En F = Fmáx la probeta muestra su punto débil, concentrando la deformaciónen una zona en la cual se forma un cuello.
La deformación se concentra en la zona del cuello, provocando que la carga deje de subir. Al adelgazarse la probeta la carga queda aplicada en menor área, provocando la ruptura.

La figura muestra la forma de la probeta al inicio, al momento de llegar a la carga máxima y luego de la ruptura.

[pic]
Grafico #3

Para expresar la resistencia entérminos independientes del tamaño de la probeta, se dividen las cargas por la sección transversal inicial Ao , obteniéndose:
Resistencia a la fluencia:
( yp = ( Fyp / A0 )
Resistencia a la tracción:
( ult = ( Fmáx / A0 )
Obs.:
( yp = Re
( ult = Rm (en alguna literatura)
Unidades: Kg/mm2 o Mpa o Kpsi
Considerando una probeta cilíndrica
Ao = ([pic])
La siguiente figurailustra una probeta al inicio del ensayo indicando las medidas iniciales necesarias.

[pic]
Grafico #4

Analizando las probetas después de rotas, es posible medir dos parámetros: El alargamiento final Lf (Figura 5) y el diámetro final Df , que nos dará el área final Af .
[pic]
Grafico #5
Estos parámetros se expresan como porcentaje de reducción de área %RA (porcentaje de estricción)...
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