Laboratorio Sobre El Principio De Arquimedes

Resistencia de Materiales I
Introducción
Probeta: Para el ensayo de tracción de un determinado material, es aquella que nos permite estudiar el comportamiento de la “ deformación ” versus “ fuerza de tracción ” en una determinada zona, que es la zona de estudio. radio de empalme

l

zona de sujeción

A zona de estudio Fig. 1

zona de sujeción

Area de la probeta ( A ): área de la zonade estudio, y es constante en el largo “ l ” de la probeta. La sección de la zona “ A ”, puede ser circular, rectangular o cuadrada. La “ zona de sujeción ” tiene mayores dimensiones que la “ zona de estudio ” para asegurarse que la probeta de tracción no falle en esta zona, y se emplea un gran radio de empalme entre la zona de sujeción y la zona de estudio, para evitar el fallo de la pieza enesta zona por efecto de la concentración de tensiones. Deformación: Alargamiento que experimenta la zona de estudio de una probeta durante el ensayo de tracción ( se mide en unidades de largo). Deformación unitaria: Cuociente entre el alargamiento y el largo inicial de la zona de estudio de la probeta ( se mide en tanto por uno), y se designa por “ ε ”. Convención de signos para la deformaciónunitaria: Si la deformación es un alargamiento el signo es positivo, y si es un acortamiento el signo es negativo. Esfuerzo de tracción o compresión: Fuerza de tracción o compresión a que está sometida una probeta ( se mide en unidades de fuerza).

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Esfuerzo unitario de tracción o compresión: Cuociente entre el esfuerzo de tracción o compresión y el área inicial de la probeta ( se mide enunidades de [ fuerza / área] ), y se designa por “ σ ”. Convención de signos para el esfuerzo unitario: Los esfuerzos unitarios de tracción tienen signo positivo, y los esfuerzos unitarios de compresión tienen signo negativo. Si para un mismo material se realizan ensayos de tracción en la zona elástica, de probetas de diferentes largos y áreas de la sección transversal, se obtendrán diferentes diagramasal expresar la fuerza en función de la deformación. 3 Fuerza 2 1

Deformación Fig. 2 Pero si en cada ensayo de este material, graficamos el esfuerzo unitario en función de la deformación unitaria, se obtiene una única recta para un determinado material.

σ=

F A

todos los ensayos tienen la misma línea recta

ε=

∆l l
Fig. 3

Se llama zona elástica, a aquella en que si seinterrumpe el ensayo de tracción, y se disminuye la fuerza a cero, la probeta recupera su largo inicial sin quedar con deformación permanente. Se llama zona plástica, a aquella en que al interrumpir el ensayo de tracción y disminuir la fuerza a cero, la probeta queda de un largo mayor que el largo inicial, y esta diferencia de largo se designa: “ deformación permanente ”.

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Si efectuamos un ensayode tracción en una probeta de acero hasta llegar a la ruptura, y graficamos la “ fuerza ” versus la “ deformación ”, se obtiene la siguiente curva: zona de inestabilidad fuerza (F) punto de ruptura límite de proporcionalidad

límite elástico

deformación ( ∆ l ) zona elástica zona plástica Fig. 4 Se observa claramente, que la fuerza pasa por un máximo, y luego se requiere una menor fuerza paraseguir aumentando la deformación. La zona comprendida entre el punto de máxima fuerza y el punto de ruptura, se denomina “ zona de inestabilidad ”. Si graficamos el “ esfuerzo unitario ” versus la “ deformación unitaria ” de este mismo ensayo de tracción, se obtiene una curva similar al gráfico de la figura 4, pues la fuerza y la deformación están divididos por valores constantes, área “ A ” ycargo “ l ” respectivamente.

σ=

F A

U

punto de ruptura

límite de proporcionalidad

límite elástico

zona elástica

zona plástica Fig. 5

ε=

∆l l

3

El punto más alto del diagrama “ esfuerzo unitario – deformación unitaria ”, se designa con “ U ” y corresponde al esfuerzo unitario máximo, llamado también el “ esfuerzo último ”. Ver figura 2.8 en página16, explicación...