INFORME DE LABORATORIO

Nombre: Jordan Solís

Curso y número de sección: Ciencia de Mat PL103, Martes 9:30-11:30 am

Número y título de experimento: Experimento No. 2, Determinación de la resistencia mecánica a la tracción de los materiales

Profesor: Grace Vera

Fecha de experimento: Junio 17, 2015

Fecha de presentación: 30 de junio, 2015

ÍNDICEA. RESUMEN.....................................................................................................................2

B. ENFOQUE EXPERIMENTAL.....................................................................................2

C. ANÁLISIS DE RESULTADOS...................................................................................3

D. CONCLUSIONES.........................................................................................................5

E. REFERENCIAS............................................................................................................5

ÍNDICE DE GRÁFICOSIlustración 1 Ensayo de tracción Varilla de acero.........................................................................3Ilustración 2 Ensayo de tracción Poliestireno de alto impacto.....................................................4

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Especificaciones de máquinas de ensayo universal 2Tabla 2 Propiedades mecánicas de HIPS a 50 y 500 mmHg/min 5

RESUMENLa práctica se basó en dos ensayos, en los cuales se tuvo como objetivo principal

obtener las propiedades mecánicas gracias a la curva esfuerzo deformación; la cual

resulta de someter el material a ensayar a fuerzas de tracción en la máquina de

ensayo universal y de indicar la velocidad de fuerza al software trapecio para que este

grafique. En el primero se ensayó bajo la norma INEN109 una varilla de acero

corrugado en la máquina de ensayo universal de 600kN obteniéndose como resultado

un esfuerzo máximo de 480 N/mm^2, esfuerzo de ruptura 390 N/mm^2, esfuerzo de

fluencia 360 N/mm^2, módulo tensíl 60 mPa/mm^2. En el segundo también se

obtuvieron propiedades mecánicas pero en dos velocidades de fuerza diferentes con

el mismo material polietileno bajo la norma ASTM D638 usando la máquina de ensayo

universal de 10kN; en la cual se notó que para cada velocidad resultan diferentes

propiedades mecánicas del mismo material. A la velocidad de 50 mmHg/min se obtuvo

un esfuerzo máximo de 17 N/mm^2, esfuerzo de ruptura 18 N/mm^2. Y a la velocidad

de 500 mmHg/min un esfuerzo máximo de 20 N/mm^2, esfuerzo de ruptura

19N/mm^2.

ENFOQUE EXPERIMENTAL

Se registraron las dos máquinas a usarse:

Tabla 1 Especificaciones de máquinas de ensayo universal

MÁQUINA N.1 MÁQUINA N.2

Máq. de Ensayo Universal 10 KN 600 KN

Modelo 46-IS10KN UH-600KNI

Serie 346-51961-01 10313751

Código EM-010-00 EM-009-00

Marca Shimadzu Shimadzu

Se preparó la varilla de acero corrugado según las dimensiones que indique la norma

INEN 109 con anticipación, luego se la coloca en la máquina de ensayo universal de

600KN apretándola con las mordazas y se procedió a indicar en el software trapecio

una velocidad de 8.5 Mpa/s y luego se generó la curva esfuerzo deformación. Para el

segundo ensayo se tenía que preparar las probetas de polietileno bajo la norma ASTM

D638 y de igual forma se las coloca en la máquina de ensayo universal pero de 10KN.

Se coloca una probeta apretándola a las mordazas e indicando una velocidad de 50

mmhg/min, luego de generarse la curva se coloca la otra probeta de igual forma pero

ahora con una velocidad de 500 mmhg/min.

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Ilustración

1 Ensayo de tracción Varilla de acero

Se puede observar en la ilustración 1 que el ensayo de tracción con la varilla de acero

se realizó a una velocidad de 8.5 MPa/s que el área del diámetro de la varilla es de

248.5 mm^2 y largo 200 mm; además se nota que las deformación total es de

aproximadamente 54.85mm con un esfuerzo de fluencia aproximado de 360 N/mm^2,

un esfuerzo máximo aproximado de 480 N/mm^2 y un esfuerzo de ruptura de 390

N/mm^2. Adicionalmente, para obtener el módulo tensil de la varilla tomaremos los

puntos (4.5 , 330) y (1.5 , 150) y calculamos la pendiente que sería igual a E

(MÓDULO TENSIL).E=m=

y2− y1x2−x1

=

(330−150 )[ N

mm2 ](4.5−1.5 ) [mm ]

E=60[mPamm2 ]

Ilustración 2 Ensayo de tracción Poliestireno de alto impacto

En la ilustración 2 se muestra 2 curvas idénticas puesto que son el mismo material que

parecen estar desfasadas la una con respecto al otro; sin embargo sus propiedades

mecánicas son diferentes, esto se debe a que las velocidades a la que se ensayaron

estos materiales son diferentes. Como se puede notar en la tabla, arriba del gráfico

son de 50 mmHg/min y 500 mmHg/min respectivamente. A continuación, se realizará

una tabla para comparar sus propiedades mecánicas

Tabla 2 Propiedades mecánicas de HIPS a 50 y 500 mmHg/min

Velocidad

[mmHg/min]

Deformación total

[mm]

Esfuerzo de Ruptura

[N/mm^2]

Esfuerzo máximo

[N/mm^2]

50 54 18 17

500 45 19 20

Mediante a la tabla se puede inferir que cuando se ensaya un mismo material a una

velocidad menor la deformación total aumenta y por ende el esfuerzo máximo se

reduce al igual que el esfuerzo de ruptura. Esto se debe a que como aumenta

lentamente, los átomos tienen espacio para irse acomodando a la nueva forma de la

pieza. En cambio cuando se aumenta la velocidad los átomos no tienen tiempo para

acomodarse y tienen mayor inercia por ende se necesita un mayor esfuerzo para

romperlo

CONCLUSIONES

En conclusión, en su mayoría los materiales tienen propiedades mecánicas como el

módulo tensil, el esfuerzo de ruptura, esfuerzo máximo, límite elástico, deformación

elástica y plástica; las cuales se pueden obtener a partir de un ensayo de tracción. En

el LEMAT se observaron dos máquinas de ensayo universal la una es de 10KN que

sirve para plásticos y la otra es más fuerte de 600KN que se usan para metales. Al

realizar la práctica se obtuvo que materiales más resistentes como el acero tienen una

esfuerzo de ruptura de 390 N/mm^2 y por ende se los tiene que someter a más fuerza

por unidad de segundo a diferencia del poliestireno de 18 y 19 [N/mm^2] a 50 y 500

[mmhg/min] respectivamente. Por otro lado, en la gráfica del acero que es más

resistente se diferencia el esfuerzo de fluencia del máximo, mientras que en el

poliestireno no, y se asume que en el mismo punto coexisten el del fluencia como el

máximo.

REFERENCIAS Y ADJUNTOS file:///C:/Users/Jordan%20Solis/Downloads/1435001752_244__Ensayo%25252Bde

%25252Btraccion%25252BHIPS.pdf file:///C:/Users/Jordan%20Solis/Downloads/1435001702_146__Ensayo%25252Bde

%25252Btraccion%25252BVarilla%25252Bde%25252BAcero.pdf Guía N2 Práctica N2