Ensayo de tracción

9. ENSAYO DE TRACCIÓN
9.1 PROCEDIMIENTO Se siguió el procedimiento indicado en la normativa UNE-EN 10002-1 para la realización de los ensayos. Este ensayo tiene como objetivo determinar propiedades de los materiales que son importantes para el diseño: la tensión de rotura, el límite elástico, la plasticidad del material y el módulo de elasticidad. Normalmente, se deforma una probeta hasta larotura, con carga de tracción que aumenta gradualmente y que es aplicada uniaxialmente a lo largo del eje de la probeta. Para este ensayo se dispone de la Máquina Universal de Ensayos (Figura 80), que es capaz de registrar las fuerzas que son aplicadas y el alargamiento que sufre el material. Esta máquina consta de dos cabezales, uno fijo y otro móvil, que llevan incorporadas unas mordazas mediantelas cuales se amarran las probetas a ensayar. Mientras el cabezal fijo permanece estático, el móvil asciende debido a la acción de un cilindro hidráulico situado en la parte superior de la máquina y cuyo pistón va unido a dicho cabezal, ejerciéndose así, una tracción sobre las probetas. El esfuerzo efectuado y el alargamiento sufrido son registrados en un tambor que lleva incorporado la máquina(Figura 78 y Figura 79).

Figura 78: Probeta ensayada a tracción
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Figura 79: Rotura de la probeta Como en el gráfico obtenido se registran esfuerzos y deformaciones instantáneas hasta la rotura, se puede determinar mediante un análisis de este gráfico, la fuerza de rotura, el límite elástico, el alargamiento sufrido y la estricción de la probeta de ensayo.

Figura 80: Ordenador quecontrola la máquina Instron registrando los datos

9.1.1 Determinación de la tensión de rotura Después de iniciarse la deformación plástica, la tensión necesaria para continuar la deformación en los metales aumenta hasta un máximo M (Figura 81) y después
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disminuye hasta que finalmente se produce la fractura, punto F. La resistencia a la tracción o tensión de rotura es el máximo del diagramatensión–deformación y viene determinada mediante la expresión:

σr =
donde:

Fr A

Fr= Carga o esfuerzo máximo efectuado sobre la probeta A= Sección transversal de la probeta de ensayo

σr= Tensión de rotura del material
La sección transversal de la probeta se obtiene tomando las medidas del ancho b y el espesor e.

Figura 81: Curva típica hasta la rotura, punto F. La resistencia atracción TS corresponde al punto M. A lo largo de la curva se representa la geometría de la probeta deformada en cada instante

Si esta tensión es aplicada y mantenida, se producirá la rotura. Hasta este punto, toda la deformación es uniforme en la región estrecha de la probeta. Sin embargo,
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cuando se alcanza la tensión máxima se empieza a formar una disminución localizada en el área de lasección transversal en algún punto de la probeta, lo cual se denomina estricción, y toda la deformación subsiguiente está confinada en la estricción tal como se indica esquemáticamente en la Figura 81. 9.1.2 Determinación de la Tensión Elástica La mayoría de las estructuras se diseñan de manera que solamente ocurra deformación elástica cuando sean sometidas a tensiones. Por consiguiente, es deseableconocer el nivel de tensiones para el cual empieza la deformación plástica, o sea, cuando ocurre el fenómeno de fluencia (Figura 82).

Figura 82: Curva de tracción de un metal que muestra deformaciones elástica y plástica, el límite proporcional P y el límite elástico σy determinado como la tensión para una deformación plástica d.

La magnitud del límite elástico de un metal es una medida de suresistencia a la deformación plástica. La tensión elástica se determina a partir de la fuerza elástica y de la sección del material, aplicando como el caso anterior la siguiente ecuación:

σe =
donde:

Fe A

Fe= Carga elástica del material.
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A= Sección transversal de la probeta de ensayo

σe= Tensión elástica del material
La carga Fe, determinada con la ayuda del gráfico de...