Laboratorio Acero1020

ENSAYO DE TRACCIÓN Y DE TORSIÓN
Daniel Felipe Escobar 1038259 Juan Esteban Gaviria 1033520 Kevin Pérez Becerra 1124180
3751 Ingeniería Industrial. Mecánica y Resistencia Efrén Ramírez. Universidad del Valle

1. INTRODUCCIÓN
En el siguiente laboratorio desarrollaremos dos ensayos: un ensayo de tracción que se hizo con una varilla de acero 1020 y una máquina universal, y un ensayo detorsión.

Cuando observamos nuestro alrededor y analizamos las estructuras físicas que componen nuestras casas, los edificios, infraestructuras; vemos que muchas de ellas contienen acero, que están sometidas en su mayoría a cargas o fuerzas. Por eso es importante analizar estas fuerzas y cómo éstas pueden conllevar a que el acero y otros materiales contengan diferentes características de talforma que los esfuerzos a los que vaya ser sometidos no sean excesivos y el material no se fracture. En la clase de mecánica y resistencia hemos visto que la relación entre la deformación y la carga de un material es el reflejo del comportamiento mecánico del material.

En el ensayo de tracción experimentamos cuánta carga es necesaria para que el material (Varilla de acero 1020) sufra unadeformación elástica, plástica y cuál es su esfuerzo último. También se midió la carga cortante de la varilla.
El ensayo torsión consiste en aplicar un par torsión a una probeta de acero, donde se mide la carga y el ángulo de torsión. Los efectos de dicho ensayo son producir un desplazamiento angular de la sección de un extremo respecto al otro originando un esfuerzo cortante en unas de las seccionesde la barra perpendicular al eje.
2. OBJETIVOS
Objetivo General:
Conocer las diferentes características del acero1020 a estar expuesto a diferentes cargas transversales y longitudinales.

Objetivos específicos:
* Determinar la curva carga-deformación del ensayo tracción
* Calcular el límite de fluencia, esfuerzo máximo, último y cortante
* Obtener módulo de rigidez,módulo elástico transversal y la relación poisson.
* Comparar los datos obtenidos de los dos ensayos.

3. MARCO TEÓRICO
Para mejor comprensión del laboratorio es necesario definir algunos conceptos que nos serán útiles.
Mecánica de materiales:
La mecánica de materiales es la rama de la mecánica que estudia las relaciones entre cargas extremas aplicadas a un cuerpo deformable y laintensidad de fuerzas internas que existe dentro del cuerpo. También estudia las deformaciones que interactúan en el cuerpo debido a las fuerzas externas.

Tensión:

Consideremos una varilla cilíndrica de longitud lo yuna sección transversal de área Ao sometida a una fuerza detensión uniaxial F. Como se muestra:
Figura 1
Figura 1 a) Varilla antes de aplicarse la fuerza.
b) Varilla despuésaplicarle la fuerza axial. Vemos que en ésta se cambia la longitud y sigue teniendo la misma área inicial.

Por definición la tensión aplicada en la varilla es igual al cociente entre la fuerza de tensión uniaxial F y su área de la sección transversal.

Ecuación 1.

Con la ecuación anterior hallamos la fuerza necesaria para la varilla con una fuerza máxima de 60ksi y un diámetro de (1/2) depulgada.

Deformación:
Cuando aplicamos una fuerza axial como se muestra en la figura 1, ocasiona un cambio en la longitud en la varilla en dirección de la fuerza y a este fenómeno se le llama deformación. La deformación es igual al cociente entre el cambio de longitud y la longitud inicial, muchas veces se da en porcentajes lo cual hay que multiplicar por 100. La siguiente ecuación (Ecuación 2),muestra lo anterior.
Ecuación 2
L longitud después de la fuerza, l0 longitud antes de la fuerza.

Deformación elástica y plástica
Cuando la varilla se somete a una fuerza de tensión uniaxial se produce una deformación del material, si el material vuelve a la longitud inicial, si al dejarlo después de la fuerza y vuelve a la misma longitud decimos que el material ha sufrido una deformación...