practica tensión

PRACTICA 3
ENSAYO DE TENSION
SECCIÓN I
OBJETIVOS
a. Obtener el diagrama de esfuerzo-deformación unitaria experimentalmente
b. Comprender las diferentes zonas que se presentan en el diagrama esfuerzo- deformación unitaria
c. Determinar los diferentes comportamientos de un material bajo carga axial
MARCO TEORICO
1. Diagrama esfuerzo-deformación
Mediante el ensayo de tensión se obtienenlos valores de la resistencia y la deformación de los materiales, por medio de la aplicación de una carga o fuerza uniaxial igualmente distribuida en la sección transversal de una probeta. La aplicación de la carga es dependiente del tiempo y estrictamente hablando no es estática, pero debido a que la velocidad de aplicación es pequeña y se aplica sin impacto se puede asumir de esta manera. Elensayo es estático normalizado realizado en una maquina universal de ensayos y en el software se puede obtener un diagrama de la relación entre la carga aplicada y del desplazamiento, es decir un diagrama fuerza-deformación.
En la Figura 1 se puede observar un diagrama fuerza-deformación para un material tenaz, donde se muestran las tres regiones o zonas que describen el comportamiento de unmaterial: Región Elástica, plástica y de formación de nuca.
Región elástica (A): Las deformaciones hasta el límite de proporcionalidad son elásticas, es decir, se recuperan totalmente bajo descarga y hasta este punto se da una relación directa entre la fuerza y la deformación obtenida conocida como ley de Hooke. Después de sobrepasar el límite de proporcionalidad se presenta la cedencia que marca elcomienzo de la zona plástica.

Región plástica (B): En la primera caída de la fuerza comienza la cedencia (Fy) y con ella las deformaciones plásticas (permanentes) que se distribuyen uniformemente a lo largo de la probeta. Durante la cedencia se notan variaciones de tensión, que se deben al bloqueo de los planos de deslizamiento, hasta que tal bloqueo es superado por el esfuerzo y se vuelven aformar nuevos bloqueos y finalmente se produce el endurecimiento por deformación.
La cedencia pronunciada solo aparece en materiales que presentan alta tenacidad y plasticidad, aun así este no es el comportamiento típico de la mayoría de los materiales ampliamente usados en la industria como lo son los aceros blandos, no aleados y de bajo contenido de carbono.

Figura 1. GraficaFuerza-deformación
Después del proceso de cedencia, que está acompañado de variaciones de fuerza, se produce un aumento de esta, que es causado por un endurecimiento del material y que conduce a un máximo de Fuerza (Fm).
Región de formación de nuca (C): Al alcanzar la fuerza máxima (Fm) comienza la formación de la nuca en la probeta (reducción de área transversal) y la elongación se concentra en esa reducidaregión. Al reducirse el área transversal de la probeta se presenta una disminución de la fuerza llevando a la ruptura del material (Fu).
Para comparar entre materiales, un diagrama fuerza-deformación no es utilizable, porque no se tiene en cuenta el área transversal de la probeta ni su longitud. Con este fin, la fuerza (F) se relaciona con el área inicial de la sección transversal (Ao) y laelongación(L) con la longitud inicial (Lo). Los valores obtenidos son el esfuerzo () y la deformación unitaria ().


Con esta relación entre magnitudes se obtiene el diagrama esfuerzo-deformación unitaria observado en la Figura 2.

Figura 2. Grafica Esfuerzo-Deformación unitaria.
2. Factores que afectan el ensayo
Velocidad de aplicación de carga
La velocidad de aplicación de la cargatiene una fuerte influencia sobre la zona de cedencia que se obtiene en el ensayo, razón por la cual una velocidad de carga entre 2MPa/s y 10 MPa/s es suficiente para lograr alcanzar la velocidad de deformación plástica y lograr obtener un límite de cedencia superior. En la Figura 3 se muestra el efecto de la velocidad de aplicación de carga sobre el límite superior de cedencia.
Inducción de...