Esfuerzo y deformaación axial del aluminio

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“Esfuerzo y deformación por carga axial en el aluminio”
Objetivos
* Conocer las pruebas destructivas de tensión más comunes.
* Proporcionar al estudiante una experiencia práctica con los fenómenos de deformación y falla de materiales.

Marco Teórico
En la industria los materiales sufren fuerzas tanto tensión como compresión, a raíz de estas fuerzas se puede dar una deformación elástica enla que el material vuelve a su tamaño original, una deformación permanente o una fractura.
Bajo fuerzas de tensión puede ocurrir una deformación elástica si este no supera el límite elástico del material. Bajo tensiones mayores, el material no vuelve completamente a su situación original, y cuando la fuerza es aún mayor, se produce la ruptura del material, a esta propiedad se le llamaelasticidad.
La deformación es directamente proporcional al esfuerzo. Esta relación se conoce como ley de Hooke, en honor del físico británico Robert Hooke, que en 1660 llego a esta conclusión después de gran cantidad de experimentos. Sin embargo, en el caso de que la fuerza externa sobrepase el valor del límite elástico, el material queda deformado permanentemente , y en este caso la ley de Hookedeja de ser válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.
La deformación plástica se define como el cambio de forma que sufre un cuerpo bajo carga, el cual no se elimina al suprimir la carga que lo origina, obteniéndose así una deformación permanente.
Se denota la deformación unitaria con la letra ε, y es larelación entre el cambio en la longitud del material, con a longitud inicial del material:
ε=δL
Con como el cambio en longitud, y L la longitud inicial del material.
El esfuerzo denotado con la letra σ es la relación interna de los materiales cuando son sometidos a cargas. Se expresa generalmente por fuerza por unidad de área
σ=FA
Con F fuerza axial, y A área transversal de la pieza.El fenómeno que presentan los materiales a ser sometidos a cargas en el que las deformaciones unitarias proporcionales a los esfuerzos que lo producen, se denomina como resistencia de proporcionalidad.
La zona elástica es el área encerrada en un diagrama esfuerzo – deformación unitaria, se traza en una curva desde cero hasta el límite de elasticidad y por el valor de la abscisa, es decir ladeformación que corresponde al límite elástico. La zona plástica es el área comprendida en un diagrama esfuerzo- deformación unitaria, por el trazo de la curva desde el límite elástico hasta el punto de ruptura y por el tramo de la abscisa comprendida desde el valor del límite elástico y el valor correspondiente al punto de ruptura.
El módulo de elasticidad del material o también llamado Módulo deYoung en honor al científico inglés Thomas Young y representa la pendiente de la parte recta de la gráfica esfuerzo- Deformación unitaria. Y obedece a la fórmula
E=
Siendo el esfuerzo normal y la deformación unitaria normal.

Equipo
* Máquina universal de pruebas de tensión
* Probetas planas
* Llave de tuercas para ajustar la máquina

Procedimiento
Prueba de probeta de lámina dealuminio:
1. Trazar las dimensiones de la probeta en una hoja en blanco y marcar la probeta en los dos extremos de la parte delgada central.
2. Colocar la probeta en la máquina universal de pruebas de tensión, y utilizar la llave de tuercas para ajustar la máquina a la probeta de tal manera que esta no resbale. .
3. A la hora de medición un estudiante deberá contar el tiempo, otro anotar lalectura de la fuerza, otro anotar la deformación de la probeta, tomando datos cada 5s, otro estudiante deberá dar vueltas a la manivela controladora de la máquina a un velocidad contante de 1 vuelta por segundo. Se anotaran los datos hasta que se dé la rotura, en la cual se escuchará un pequeño “clic”.
4. Desmontar las piezas rotas y medir el espesor y el ancho de la rotura, así como la...