LECTURA SELECCIONADA No 2:

PROPIEDADES Y EXPERIMENTOS DE TRACCIN

Un cuerpo se encuentra sometido a traccin simple cuando sobre sus

secciones transversales se le aplican cargas normales uniformemente repartidas

y de modo de tender a producir su alargamiento.

Figura N 40. Traccin de elemento lineal

Fuente: SHAMES, Irving. Introduccin a la Mecnica de Slidos (1979-2005)

Por las condiciones de ensayo, el de traccin esttica es el que mejor determina

las propiedades mecnicas de los metales, o sea aquella que definen sus

caractersticas de resistencia y deformabilidad. Permite obtener, bajo un estado

simple de tensin, el lmite de elasticidad o el que lo reemplace prcticamente,

la carga mxima y la consiguiente resistencia esttica, en base a cuyos valores

se fijan los de las tensiones admisibles o de proyecto y mediante el empleo de

medios empricos se puede conocer, el comportamiento del material sometidos a

otro tipo de solicitaciones (fatiga, dureza, etc.).

Cuando la probeta se encuentra bajo un esfuerzo esttico de traccin simple a

medida que aumenta la carga, se estudia esta en relacin con las deformaciones

que produce. Estos grficos, permiten deducir sus puntos y zonas

caractersticas revisten gran importancia, dicho grfico se obtiene directamente

de la mquina.

Figura N 41. Elasticidad

Fuente: HIBBELER, Russell Charles. Mecnica de Materiales (2007)

Un caso tpico es el diagrama que nos presenta el grfico de un acero dctil

indicado en la figura, en donde el eje de las ordenadas corresponde a las

cargas y el de las a b s c i s a s al de las deformaciones longitudinales o

alargamientos en milmetros.

A. Periodo elstico

Se observa en el diagrama que el comienzo, desde el punto O hasta el A,

est representado por una recta que nos pone de manifiesto la proporcionalidad

entre los alargamientos y las cargas que lo producen (Ley de Hooke). Dentro de

este periodo y proporcionalmente hasta el punto A, los aceros presentan la

particularidad de que la barra retoma su longitud inicial al cesar la aplicacin

de la carga, por lo que recibe indistintamente el nombre de periodo de

proporcionalidad o elstico.

B. Zona de alargamiento seudoelstico

Para el limite proporcional se presentan un pequeo tramo ligeramente curvo

AB, que puede confundirse prcticamente con la recta inicial, en el que los

alargamientos elsticos se les suma una muy pequea deformacin que

presenta registro no lineal en el diagrama de ensayo. La deformacin

experimentada desde el limite proporcional al B no solo alcanza a valores muy

largos, si no que fundamentalmente es recuperable en el tiempo, por lo que a

este punto del diagrama se lo denomina limite elstico o aparente o superior

de fluencia.

C. Zona de fluencia o escurrimiento

El punto B marca el inicio de oscilaciones o pequeos avances y retrocesos

de la carga con relativa importante deformacin permanente del material. Las

oscilaciones en este periodo denotan que la fluencia no se produce simultnea

mente en todo el material, por lo que las cargas se incrementan en forma

alternada, fenmeno que se repite hasta el escurrimiento es total y nos permite

distinguir los lmites superiores de fluencia. El lmite elstico aparente puede alcanzar valores de hasta el 10 al 15 % mayores que el lmite final de fluencia.

D. Zona de alargamiento homogneo en toda la probeta.

Ms all del punto final de fluencia C, las cargas vuelven a incrementarse

y los alargamientos se hacen ms notables, es decir que ingresa en el

perodo de las grandes deformaciones, las que son uniformes en todas las

probetas hasta llegar a D, por disminuir, en igual valor en toda la longitud del

material, la dimensin lineal transversal. El final de perodo de alargamiento

homogneo queda determinado por la carga mxima, a partir de la cual la

deformacin se localiza en una determinada zona de la probeta, provocando

un estrechamiento de las secciones que la llevan a la rotura, al perodo DE

se lo denomina de estriccin. En la zona plstica se produce, por efecto de la

deformacin, un proceso de endurecimiento, conocido con el nombre de acritud , que hace que al alcanzar el esfuerzo la resistencia del metal, ste al deformarse adquiere ms capacidad de carga, lo que se manifiesta en el grfico hasta el

punto D.

E. Zona de estriccin

En el perodo de estriccin, la acritud, si bien subsiste, no puede compensar la

rpida disminucin de algunas secciones transversales, producindose un

descenso de la carga hasta la fractura.

1. PROBETAS PARA TRACCION

Las probetas para los ensayos de traccin pueden ser: industriales o calibradas;

estas ltimas, se emplean en experiencias ms rigurosas y adoptan formas

perfectamente cilndricas o prismticas, con extremos ensanchados, no solo para

facilitar su sujecin en la mquina de ensayo, sino para asegurar la rotura

dentro del largo calibrado de menor seccin; en la cual se marcan los

denominados Puntos fijos de referencia a una distancia inicial preestablecida (lo), que permitir despus de la fractura, juntando los trozos, determinar la

longitud final entre ellos (L).

Estos hechos han motivado la normalizacin de la longitud inicial, estipulndose

que dos o ms ensayos pueden compararse en sus alargamientos, si las

probetas son geomtricamente semejantes, lo que se logra cuando lo es

proporcional al dimetro o raz cuadrada de la seccin. O sea que los ensayos

sobre probetas distintas resultan comparables si se cumple que la ley de

semejanza.

El grfico de la probeta de traccin a utilizar es segn la norma IRAM

Figura N 42. Probeta de traccin

Fuente: HIBBELER, Russell Charles. Mecnica de Materiales (2007)

2. MAQUINA DE ENSAYO

La siguiente es una foto de la maquina utilizada para realizar el ensayo de

traccin, en la cual vemos el dial que nos marca la cargas, el diagramador y el

sistema donde se realiza el ensayo con la probeta colocada.

Figura N 43. Maquina antigua de ensayo

Fuente: SHAMES, Irving. Introduccin a la Mecnica de Slidos (1979-2005)

3. MODO Y TIEMPO DE APLICACION DE LAS CARGAS

La carga debe aplicarse de tal manera que el esfuerzo resulte uniformemente

destruido sobre la seccin transversal del material.

Tratndose de ensayos estticos el incremento de carga se efecta en forma

muy lenta, para evitar los efectos de las fuerzas de inercia, velocidad que se

fija segn las normas y materiales, adoptndose generalmente una variacin

de 0,1 Kgf/mm y por segundo aproximadamente hasta alcanzar el lmite de

fluencia, a partir del cual puede llegarse como mximo a 50 Kgf/mm por minuto.

Resulta de gran importancia la velocidad de la aplicacin de la carga de ensayo,

pues su incremento produce un retraso en la aparicin de las deformaciones

plsticas y un aumento de la resistencia del material. Si las cargas se aplican

en forma extremadamente lentas se obtiene una disminucin del lmite de

fluencia y un aumento de la resistencia, aunque a expensas de la ductilidad,

que disminuye considerablemente.