Técnico Mecánico

Ejercicios sobre ensayos de tracción, dureza y resiliencia de materiales
Ejercicio 1
Se dispone de un cable de acero de 12 m de longitud y 80 mm2 de sección. Al someterlo a una carga
axial de 100kN, llega a medir 12.078 m. Calcule:
a) La deformación unitaria ε y el esfuerzo unitario σ en GPa (1 punto).
b) El módulo de elasticidad E del acero utilizado en GPa (0.5 puntos).
c) La fuerza enkN que hay que aplicar a un cable idéntico, para conseguir un alargamiento de 35
mm (1 punto).
Solución
L − Lo
a) ε =
Lo

→

ε=

0.078
= 6.5 × 10 −3
12

F
100 × 103
→ σ=
Pa = 1.25 GPaA
80 × 10−6
σ
1.25
→ E=
GPa ≅ 192.3 GPa
b) E =
ε
6.5 × 10−3
36 × 10 −3
c) ε =
= 3 × 10 −3
12
σ = (3 × 10 −3 ) × 192.3 GPa = 576.9 MPa
σ=

F = (576.9 × 106 ) × (80 × 10 −6 ) N ≅ 46.15kN

Ejercicio 2
Calcule el módulo de elasticidad (E) en MPa, la dureza Brinell, expresada según la norma y la
resiliencia (ρ) en J/mm2, de un material, teniendo en cuenta que:
a) Una probeta de100 mm de longitud y 150 mm2 de sección, se alarga 0.080 mm cuando se carga
con 15 kN (1 punto).
b) Una bola de diámetro D=2.5 mm, al aplicarle una fuerza de 188.5 kp durante 20 s, deja una huellade 0.24 mm de profundidad. Recuerde que el área de la huella que deja una bola de acero de
diámetro D al penetrar la probeta una profundidad f es A=πDf (0.5 puntos).
c) La maza de 20 kg de unpéndulo de Charpy, cae desde 1 m de altura sobre una probeta de 400
mm2 de sección y asciende 45 cm después de romper la probeta (g=9.81 m/s2) (1 punto).

Solución
L − Lo
a) ε =
Lo

→

ε=

0.080= 8 × 10 −4
100

F
15 × 103
→ σ=
Pa = 100 MPa
A
150 × 10 −6
σ
100 × 106
E=
→ E=
Pa = 125 GPa
ε
8 × 10 −4
b) A = π D f → A ≅ 3.1416 × 2.5 × 0.24 ≅ 1.885 mm2
σ=

kp
188.5 kp
= 1002
1.885 mm
mm2
Dureza Brinell: 100 HB 2.5/188.5/20
mg(H − h)
40 × 9.81 × 0.55 J
J
→ ρ=
≅ 0.54
c) ρ =
2
A
400
mm
mm2
HB =

Ejercicio 3
El diagrama de tracción del material de una...