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Ensayo de Tracción
Materiales y Diseño






Contenido





Introducción

El presente documento explica que es un ensayo de tracción, por que se utiliza y el marco teórico de éste, además un pequeño laboratorio comomuestra de esta técnica y sus respectivas conclusiones.




I.- 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). Estapieza 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
Unidades en Pascal

Supongamos que durante el ensayo la varilla se alargo una longitud l siendo
l = longitud final de laprobeta y 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.

ε No tiene unidades.
A veces se utiliza el porcentaje de alargamiento.

Análisis de un diagrama de deformación

Supongamos una probeta sometida a tracción cuyos resultados serepresentan 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 grafica 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 grandesdeformaciones.
Esta información es útil, pero no es práctica y se utilizan otras magnitudes.
En abscisas, la deformación es ε
En ordenadas, al tensión o esfuerzo σ
Siendo Ao la sección de la probeta en cm2 y σ la tensión en la sección transversal en kp/cm2.
Un material presenta dos zonas en cuanto a su comportamiento ante un esfuerzo de tracción:

Zona elástica (OE)
Se caracteriza porque al cesar lastensiones aplicadas, los materiales recuperan su longitud inicial (lo)

Zona plástica (ES)
Se ha rebasado la tensión del limite elástico y, aunque dejemos de aplicar tensiones de σε tracción, el material ya no recupera su longitud original y será mayor que lo.

En la zona elástica (OE) hay, a su vez, dos zonas:

Zona de proporcionalidad (OP): En la grafica es una línea recta, es decir,el alargamiento unitario (ε) es proporcional a la tensión ejercida (σ).
.
La constante se representa por la letra E y se llama modulo de elasticidad longitudinal o modulo de Young. En el sistema internacional, sus unidades son

Zona no proporcional (PE): El material se comporta de forma elástica, pero no existe una relación proporcional entre tensión y deformación.

En la zona plástica (BE)hay, a su vez, otras dos zonas:

Zona de deformación plástica uniforme o zona de límite de rotura (ER): Se consiguen grandes alargamientos con un pequeño incremento de la tensión. En el punto R existe el límite de rotura y la tensión en ese punto se llama tensión de rotura (σR). A partir de este punto, la probeta se considera rota, aunque físicamente no lo esté.

Zona de rotura o zona deestricción o zona de deformación plástica localizada (RS): Las deformaciones son localizadas y, aunque disminuya la tensión, el material se deforma hasta la rotura. En el punto D, la probeta se ha fracturado. La sección de la probeta se reduce drásticamente.
Esta curva varia de un material a otro, e incluso, otros materiales presentan curvas distintas (acero).
En el acero existe una zona por...