Ing. Automotriz

8. Ensayos con materiales
Los materiales de interés tecnológico se someten a una variedad de ensayos para conocer sus propiedades. Se simulan las condiciones de trabajo real y su estudia su aplicación. Según la rigurosidad del ensayo, pueden ser: a) Ensayos científicos: De gran precisión, fidelidad y sensibilidad. Tratan de extraer valores de ciertas magnitudes físicas. Ej: densidad. b) Ensayostecnológicos: Se utilizan para comprobar si las propiedades de un determinado material son adecuadas para una cierta utilidad. Son rápidos y simples. Según la naturaleza del ensayo... a) Ensayos químicos: Para conocer la composición química (cualitativa y cuantitativa) así como su comportamiento ante agentes químicos. b) Ensayos físicos: Se trata de determinar propiedades físicas (densidad,conductividad eléctrica, …) c) Ensayos metalográficos: Consiste en analizar la estructura interna del material al microscopio. d) Ensayos mecánicos: Determina la resistencia y elasticidad material cuando se somete a diferentes esfuerzos (tracción, compresión, flexión,...) Según la utilidad de la pieza a) Ensayos destructivos: Los materiales sometidos a ensayo sufren rotura o daño en su estructura. b)Ensayos no destructivos: No se daña la estructura ni sufre deformación, aunque se analizan los defectos que puedan ocasionarse.

9. Deformación elástica y plástica
Un material sometido a una tensión (fuerza) produce una deformación del mismo. Si al cesar la fuerza el material vuelve a sus dimensiones primitivas, diremos que ha experimentado una deformación elástica. Si la deformación es tal queno recupera por completo sus medidas originales es una deformación plástica.

10.

Ensayo de tracción

a) Esfuerzo y deformación.
El ensayo de tracción es uno de los más importantes para determinar las propiedades mecánicas de los materiales. El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilíndrica o prismática de dimensiones normalizadas (estándar) a un esfuerzo de tracción continuo(tendencia a estirar el material). Esta pieza se llama probeta. Consideremos una probeta de longitud lo y una sección Ao sometida a una fuerza F norma de tracción (perpendicular a la sección de la probeta). Se define esfuerzo o tensión (σ) como la fuerza aplicada a la probeta por unidad de sección transversal Ao
σ= F Ao

N 2 = pascal m Supongamos que durante el ensayo la varilla se alargó unalongitud Sus unidades en el Sistema Internacional son

l

Δl = l – lo
siendo y l = longitud final de la probeta lo = longitud inicial de la probeta

Definimos deformación o alargamiento unitario (ε) de la probeta como el cociente entre el cambio de longitud o alargamiento experimentado y su longitud inicial. l−l o Δl ε= = lo lo No tiene unidades A veces se utiliza el porcentaje de alargamiento.% deformación = ε (%) =
Análisis de un diagrama de deformación

Δl ⋅100 lo

Supongamos una probeta sometida a tracción cuyos resultados se representan en

una gráfica. En abscisas la elongación o alargamiento ( Δl) y en ordenadas la fuerza aplicada (F) que provoca la deformación. Cada material tiene una gráfica distinta porque su comportamiento es distinto. En general hay dos zonas • •En la primera la deformación es proporcional a la tensión de tracción. En la segunda, a pequeñas variaciones de tensión se producen grandes deformaciones. Esta información es útil, pero no es práctica y se utilizan otras magnitudes. En abscisas, la deformación es

ε

=

Δl lo
σ= F Ao

En ordenadas, al tensión o esfuerzo

siendo Ao la sección de la probeta en cm2 y σ la tensión en lasección transversal en kp/cm2 Un material presenta dos zonas en cuanto a su comportamiento ante un esfuerzo de tracción: σ σ 1. Zona elástica (OE): Se caracteriza porque al cesar las tensiones aplicadas, los materiales recuperan su longitud inicial (l o) 2. Zona plástica (ES): Se ha rebasado la tensión del límite elástico y, aunque dejemos de aplicar tensiones de σε tracción, el material ya no...