Familiarizar al estudiante de mecánica del solido con las pruebas destructivas de tensión más comunes
- Resumen
- Marco
Teórico
Datos y Resultados
Análisis de Resultados
Conclusiones
Recomendaciones
Bibliografía
Apéndices
Resumen
En las pruebas
mecánicas de tensión, se utiliza una muestra de cierto
material llamada: probeta, la cual está hecha con las
características que rige la Norma de la ASTM; gracias a
una maquina que ejerce fuerza axial
sobre la probeta, se logra que esta se deforme (ya sea
plástica o elásticamente).
Las elongaciones son uno de los parámetros
más importantes en esta prueba, ya que con esa información, podemos verificar ecuaciones
como: la Ley de
Hooke.
Cada material actúa diferente al
aplicársele fuerzas axiales en tensión, ya que la
composición de los materiales (de
los granos) son muy particulares. Los ingenieros se basan en la
información de cada material para hacer sus
diseños, datos como:
esfuerzo último, esfuerzo de fluencia, modulo de elasticidad,
etc.
Las pruebas de tensión, son muy importantes para
la industria
metalúrgica, ya que cuando se va a construir cierta
edificación, se exigen estas pruebas para no correr
riesgos en que
los materiales tengan una composición que difiera a la que
se necesitaba en la obra, solo haciendo pruebas a los materiales
se puede corroborar que cumple con las características
deseables para el diseño
que se hizo.
Objetivos
Familiarizar al estudiante de mecánica del
solido con las pruebas destructivas de tensión
más comunes.Proporcionar al estudiante una experiencia
práctica con los fenómenos de
deformación y fallo de los materiales.Determinar aspectos importantes de la resistencia y
alargamiento de materiales, que pueden servir para el control
de calidad, las especificaciones de los materiales y el
cálculo de piezas sometidas a esfuerzos.
Marco
Teórico
El ensayo de
tensión tiene por objetivo
definir la resistencia
elástica, resistencia última y plasticidad del
material cuando se le somete a fuerzas axiales.
Se requiere una maquina, capaz de:
a) Alcanzar la fuerza suficiente para producir la
fractura de la probeta.
b) Controlar la velocidad de
aumento de fuerzas.
Se registraron las fuerzas aplicadas y los
alargamientos, ?L, en la probeta .
La probeta a ensayar se sujeta por sus extremos al
cabezal móvil de la máquina de ensayos y a la
mordaza inferior. Las mordazas se deben mantener firmes a la
muestra durante el ensayo,
mientras se aplica la carga, impidiendo el deslizamiento. La
rotura debe ocurrir dentro de la longitud de la parte central de
la probeta, ya que ahí el área es menor que en los
extremos.
A partir de las dimensiones iniciales de la probeta, se
transforman la fuerza en tensión y el
alargamiento en deformación, que nos permite caracterizar
las propiedades mecánicas que se derivan de
este ensayo.
Figura 1. Sentido de
aplicación de las fuerzas, en la prueba de
tensión
Según las características de esta
práctica de laboratorio,
las ecuaciones que sirven para hacer análisis son:
Esfuerzo:
P: es una fuerza axial
A : es el área transversal en la que se aplica la
fuerza
%A: es el porcentaje de alargamiento
%L: es el porcentaje de reducción de
área
es la
deformación unitaria
Ao: área de sección transversal antes de
la prueba
A: área de sección transversal
después de la prueba
L: longitud después de la falla
Lo: longitud antes de la falla
Otras características importantes a
analizar son:
a) Límite elástico
(sy): Es la máxima tensión que el material es
capaz de mantener sin desviación de la ley de
Hooke.
b) Esfuerzo máximo (smax):
Tensión máxima de tracción que ha soportado
la probeta durante el ensayo.
c) Esfuerzo último (o de rotura)
(sR): Tensión de tracción soportada por la
probeta en el momento de su falla.
d) Modulo de elasticidad: Es la
relación entre la tensión realizada y la
deformación adquirida en el tramo lineal de la curva
tensión-deformación (región
elástica).
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