Pruebas

Pruebas de tensión y compresión
La resistencia de un material depende de su capacidad para soportar una carga sin deformación excesiva o falla. Esta propiedad es inherente al material mismo y debe determinarse por experimentación. Entre las pruebas más importantes están las pruebas de tensión o compresión. Aunque con estas pruebas pueden determinarse muchas propiedades mecánicas más importantesde un material, se utilizan principalmente para determinar la relación entre el esfuerzo normal promedio y la deformación normal unitaria en muchos materiales utilizados en ingeniería, sean de metal, cerámica, polímeros o compuestos.
Para llevar a cabo esta prueba se prepara un espécimen o probeta de forma y tamaño estándar. Antes de la prueba, se imprimen con un punzón a la probeta dos marcaspequeñas a lo largo de ésta. Estas marcas se colocan lejos de los extremos del espécimen porque la distribución del esfuerzo en los extremos en un tanto compleja debido al agarre de las conexiones cuando se aplica una carga. Se toman mediciones tanto del área de la sección transversal inicial del espécimen, Ao, como la distancia Lo de la longitud calibrada entre las marcas del punzón.
También puedemedirse el alargamiento = L - Lo entre las marcas que se hicieron en el espécimen con el punzón, usando ya sea una galga o un dispositivo óptico o mecánico llamado extensómetro. Este valor de se usa luego para determinar la deformación unitaria normal promedio en el espécimen o muestra.

El diagrama de esfuerzo-deformación unitaria.
A partir de los datos de un ensayo de tensión o decompresión, es posible calcular varios valores del esfuerzo y la correspondiente deformación unitaria en el espécimen y luego graficar los resultados. La curva resultante se llama diagrama de esfuerzo-deformación unitaria y hay dos maneras de describirlo.
Diagrama convencional de esfuerzo-deformación unitaria. Usando los datos registrados, podemos determinar el esfuerzo nominal o de ingeniería dividiendola carga P aplicada en el área Ao de la sección transversal original del espécimen. Este cálculo supone que el esfuerzo es constante en la sección transversal y en toda la región entre los puntos calibrados. Tenemos:
=PAo (3-1)
De la misma manera, la deformación nominal o de ingeniería se determina directamente leyendo el calibrador odividiendo el cambio en la longitud calibrada , entre la longitud calibrada original del espécimen Lo. Aquí se supone que la deformación unitaria es constante en la región entre los puntos calibrados. Entonces,
=Lo (3-2)

Si se grafican los valores correspondientes de y , con los esfuerzos como ordenadas y las deformaciones unitarias como abscisas,la curva resultante se llama diagrama convencional de esfuerzo-deformación unitaria. Este diagrama es muy importante en la ingeniería ya que proporciona los medios para obtener datos sobre la resistencia a tensión (o a compresión) de un material sin considerar el tamaño o forma geométrica del material. Sin embrago, debe ser claro que nunca serán exactamente iguales dos diagramas deesfuerzo-deformación unitaria para un material particular, ya que los resultados dependen entre otras variables de la composición del material, de imperfecciones microscópicas, de las manera en que esté fabricado, de la velocidad de carga y de la temperatura durante la prueba.
Veremos ahora las características de la curva convencional esfuerzo deformación unitaria del acero, material comúnmente usado para lafabricación de miembros estructurales y elementos mecánicos. En la figura 3-4 se muestra el diagrama característico de esfuerzo-deformación unitaria de una probeta de acero, usando el método antes descrito. En esta curva podemos identificar cuatro maneras diferentes en que el material se comporta, dependiendo de la cantidad de deformación unitaria inducida en el material.

Diagrama de...