UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y MECNICA

CARRERA DE INGENIERA MECNICA

SISTEMAS MECNICOS I

ENSAYO DE TRACCIN EN ACEROPRACTICA N 01

CUARTO SEMESTRE B

ABRIL SEPTIEMBRE 2015IDENTIFICACINREA ACADMICAMateriales

ASIGNATURASistemas mecnicas I

UNIDAD TEMTICASyllabus

TTULO/ NOMBRE DE LA PRCTICA Ensayo de traccin del acero

HORAS POR SEMANA:4PRCTICA:N 01

FECHA DE REALIZACIN DE LA PRCTICA: 27 de mayo de 2015

HORARIO DE LA PRCTICA: 16:00 a 18:00 horas

NDICE1.IDENTIFICACIN12.NDICE13.MARCO TERICO23.1Ley de Hooke23.2Esfuerzo2 3.3 Acero Estructural.3 3.4 Ensayo Traccin.33.5Probeta Standard24.OBJETIVOS34.1General34.2Especficos35.MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR (Investigar)36.PROCEDIMIENTO O DESARROLLO (FOTOGRAFAS)37.DISCUSIN, OBSERVACIONES E INTERPRETACIN DE RESULTADOS47.1Resultados (Investigar):47.1Discusin:78.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES78.1Conclusiones78.2Recomendaciones79.BIBLIOGRAFA (Normas APA 6)710.ANEXOS8

MARCO TERICO3.1. LEY DE HOOKECuando una fuerza externa acta sobre un material causa un esfuerzo o tensin en el interior del material que provoca la deformacin del mismo. En muchos materiales, la deformacin es directamente proporcional al esfuerzo. Esta relacin se conoce como ley de Hooke.No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es vlida.3.2. ESFUERZOLos esfuerzos axiales, son aquellos debidos a fuerzas que actan a lo largo del eje del elemento. Las cuales pueden ser de tensin o de compresin. Adems de tener resistencia, los materiales deben tener rigidez, es decir tener capacidad de oponerse a las deformaciones (d) puesto que una estructura demasiado deformable puede llegar a ver comprometida su funciona1idad y obviamente su esttica. (SALAZAR, 2001).Figura 1: Deformacin debida a esfuerzos de tensin y de compresin, respectivamente.

Fuente: http:/ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4913/html/11_ensayo_de_traccin.html

La deformacin entre los dos elementos, es expresa como una deformacin porcentual, o en otras palabras, la cual se denomina deformacin unitaria e. La deformacin unitaria se puede calcular con la siguiente formula: = /Lo Ec. (1)Donde, : deformacin unitaria, : deformacin total. Lo: longitud inicial del elemento deformado.

3.3. ACERO ESTRUCTURALSe define como acero estructural a lo que se obtiene al combinar el hierro, carbono y pequeas proporciones de otros elementos tales como silicio, fsforo, azufre y oxgeno, que le contribuyen un conjunto de propiedades determinadas. El acero laminado en caliente, elaborado con fines estructurales, se le nombra como acero estructural al carbono, con lmite de fluencia de 250 mega pascales, eso es igual a 2.549Kg/cm2. Es el resultado de la aleacin del hierro y carbono. En los aceros al carbono comunes, el hierro constituye ms del 95%. Pueden estar presentes en pequeas cantidades; azufre, oxigeno, cilicio, nitrgeno, fsforo, manganeso, aluminio, cobre y nquel.Es el material estructural ms usado para construccin de estructuras en el mundo. Es fundamentalmente una aleacin de hierro (mnimo 98 %), con contenidos de carbono menores del 1 % y otras pequeas cantidades de minerales como manganeso, para mejorar su resistencia, y fsforo, azufre, slice y vanadio para mejorar su soldabilidad y resistencia a la intemperie. Es un material usado para la construccin de estructuras, de gran resistencia, producido a partir de materiales muy abundantes en la naturaleza. Entre sus ventajas est la gran resistencia a tensin y compresin y el costo razonable.

3.4. ENSAYO DE TRACCINEste ensayo permite obtener informacin sobre la capacidad de un material para soportar la accin de cargas estticas o de cargas que varan lentamente a temperaturas homologas inferiores a 0,5(parmetro adimensional que se define como el cociente entre las temperaturas de ensayo y de fusin). Como los componentes metlicos se proyectan en la mayora de las ocasiones para trabajar en estas condiciones, probablemente este es el ms popular entre los ensayos que permiten caracterizar el comportamiento mecnico de un material metlico.Figura 2: Maquina universal para desarrollar ensayos de traccin

Fuente: https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/09/ensayos.pdf

PROBETASLas probetas para los ensayos de traccin o tensin deben adoptar formas cilndricas o prismticas, con extremos ensanchados, tanto para facilitar su sujecin en la mquina de ensayos, como para asegurar la rotura de la misma dentro de la regin de menor seccin. Aunque el ensayo de traccin es uno de los mtodos ms precisos para la determinacin de las propiedades mecnicas. Las proporciones de las distintas medidas de la probeta derivan de los estndares de la ASTM (American Society for Testing and Materials).Figura 3: Formas de las Probetas normalizadas

Fuente: http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4913/html/11_ensayo_de_traccin.html

3.5. PROBETA STANDARDLas dimensiones de una probeta Standard, con tolerancias permisibles se muestran en el Grfico 3, que se utilizar en el ensayo de acero laminado al calor.Figura 4: Geometra de una probeta para ensayos de traccin.

Fuente: Norma INEN, 2009

OBJETIVOSGeneral Determinar el diagrama de Esfuerzo-Deformacin de un acero bajo contenido en Carbono mediante una probeta de acero A36 para estudiar el comportamiento del mismo cuando se somete a una carga axial.Especficos Someter al acero A36 a la prueba de traccin en la maquina universal y observar el comportamiento del material. Analizar los datos obtenidos por la mquina para realizar la curva del diagrama esfuerzo-deformacin. Interpretar la grfica y reconocer los puntos caractersticos de la curva del diagrama esfuerzo-deformacin. MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR Mquina universal (200 ton). Deformmetro Calibrador (pie de rey). Probetas de acero A36. Equipo de proteccin personalPROCEDIMIENTO O DESARROLLO 1. Determinar las dimensiones de la seccin transversal de la probeta con el flexmetro.Grfico 6.1: Dimensin transversal de la probeta - mm

Fuente: Autores 2. Trazar una lnea a lo largo de la barra y en un costado de la misma y con el punzn de centros, marcar un tramo de calibracin de 8 pulgadas. Dentro del tramo de calibracin mquese a cada pulgada.

Grfico 6.2: calibracin de la probeta

Fuente: Autores

3. Sujetar correctamente la probeta en la mquina utilizando los accesorios respectivos.Grfico 6.3: Ajuste de la probeta en la mquina

Fuente: Autores

4. Encerar la mquina universal y el dial del extensmetro. Grfico 6.4: Ajuste en la mquina

Fuente: Autores 5. Fijar intervalos de carga para obtener alrededor de 15 lecturas bajo el lmite proporcional que puede ser de 500 en 500 hasta el lmite proporcional y luego fijar intervalos de deformacin.

Grfico 6.5: Intervalos de limite proporcional

Fuente: Autores

6. Aplicar las carga a baja velocidad y realizar lecturas simultneas de carga y deformacin.

Grfico 6.6: Cargas Simultaneas del Ensayo

Fuente: Autores

7. Registrar la carga mxima y de rotura.

Grfico 6.7: Carga Mxima de Ruptura

Fuente: Autores

8. Retirar la probeta de la mquina y medir la seccin fracturada.

Grfico 6.8: Representacin de ruptura de la probeta

Fuente: Autores

9. Ajustar las partes quebradas y medir el tramo de calibracin y los intervalos entre las marcas de punzn intermedias.

Grfico 6.9: Representacin de la medicin de la probeta fracturada

Fuente: Autores 10. Trazar un diagrama de esfuerzo y deformacin en el cual se determinar las principales propiedades mecnicas.DISCUSIN, OBSERVACIONES E INTERPRETACIN DE RESULTADOSResultados: Tabla 7.1: Detalles y Valores Obtenidos en el EnsayoNorma:ASTM E 8Tabla N:1

Ensayo de:Traccin en aceroFecha:27/05/2015

Material :Acero laminado al calorrea:2.25 cm

Dimensiones:a = 38 mm , t = 6 mmLongitud med:204 mm

Numero Carga (KN)Esfuerzo (N/mm2) (%) Porcentaje de DeformacinDeformacin(mm)Tiempo (s)

10,735463,225702000,605

509,6278442,2273670,0980390,25,39

10018,98823983,2817540,225490,4610,01

15028,281778124,0428920,3333330,6814,355

20038,4445168,6162260,4803920,9819,084999

25048,139198211,1368410,6176471,2623,65

30058,235058255,4169310,7941181,6228,379999

35065,923958289,1401671,0686272,1832,560001

40068,999519302,6294562,774515,6637,18

45081,97036359,5191355,62745111,4842,075001

50086,851135380,9260257,22549114,74000146,584999

55089,5924392,9491278,30392216,94000152,084999

60091,330757400,5734869,02941118,4256,759998

65092,935394407,6113599,84313720,0862,259998

70094,138878412,88980110,56862721,56000167,099998

75095,542938419,04797411,47058923,40000272,654999

80096,612694423,73989912,34313825,1877,714996

85097,682457428,43182413,1764726,87999782,169998

90098,6185432,53729214,1764728,91999887,284996

95099,420815436,05618315,20588131,01999792,345001

1000100,156281439,28192116,33333233,3297,294998

1050100,824875442,21435517,63725535,98102,574997

1100101,226036443,97384618,87254938,5107,139999

1150101,560333445,44006320,44117741,700001112,529999

1200101,560333445,44006322,254945,399998118,195

1250101,025459443,09411624,52941150,039997124,574997

130099,755119437,5224326,71568754,5129,854996

133866,59256292,07263229,36274359,899998134,145004

Fuente: AutoresGrafico 7.1: Representacin del Diagrama Esfuerzo Deformacin

Ficha del ensayo de traccin:UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y MECNICACARRERA DE INGENIERA MECNICA

ENSAYO DE TRACCIN EN ACERO

Datos Informativos:

Tipo de estudio:De laboratorioEnsayo N:01

Identificacin del componente de estudio:Probeta Plana (A36)

Solicitado por:UTA FICMFecha:27/05/2015

Centro de Estudio y Anlisis:Laboratorio de Materiales - FICM

Realizado por:AutoresSupervisado por:Ing. Juan Paredes

PARMETROS AMBIENTALES DEL LUGAR DURANTE EL ENSAYO

Lugar:Sector Huachi Chico / Campus Universitario - UTA

Temperatura Ambiente:21.5CRadiacin:

Velocidad del aire circundante:0.1 m/sOtros:

PARMETROS:

Acondicionamiento de la superficie:Pulido Mecnico

Carga (N)101,6 KNIdentador

Tiempo de carga(seg)134,145004 seg.

RESULTADO:

FOTOGRAFA DEL PROCESO y-o DIAGRAMA ESFUERZO DEFORMACION

7.2. Seleccin de la escala de la mquina universalEs necesario conocer la escala con la que se debe trabajar en la mquina universal, por esto se procede a buscar dicha escala, teniendo que:

Dnde: Pmx e es la carga mxima real o experimental. (INEN, 2009)Debido a que Pmx no es conocida, ya que se va a hallar en el ensayo, se debe estimar, as se tiene que:

Dnde: Fsu e = Resistencia mxima a la traccin real estimada A = Equivale al rea transversal de la probetaa= Ancho de la probetat= Espesor de la probeta

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESConclusiones Cuando el acero A36 es sometido a fuerzas axiales en un ensayo a traccin se pudo observar que el material comienza a sufrir un alargamiento en la zona longitudinal y un acortamiento en la zona transversal los mismos se deben a la actuacin de dichas cargas sobre el material. La mquina universal arroja varios datos como la carga, el esfuerzo, el tiempo, etc. De los cuales para la realizacin de la curva de esfuerzo-deformacin como su nombre lo indica debemos buscar entre las tablas los valores a utilizar sin embargo se debe tomar en cuenta que la deformacin esta en mm/mm por lo que los valores a considerar son los del porcentaje de deformacin. Una vez realizada la curva de esfuerzo-deformacin debemos estar en la capacidad de reconocer los puntos que caracterizan a dicha curva (punto de proporcionalidad, de elasticidad, de cedencia, de esfuerzo ltimo, etc.) ya que no basta con realizar la curva es necesario saber dnde se halla cada punto y como llegar al mismo ya sea con la pendiente o la tangente.Recomendaciones Las probetas deben cumplir con las normas estndar ya que caso contrario los resultados arrojados por la maquina no sern los esperados, causando dificultades al momento de realizar los clculos. Asegurarse de cumplir con las normas de seguridad ya que de lo contrario se podran producir daos fsicos en las personas que realizan la prctica especialmente en el aspecto auditivo. Controlar que las fuerzas aplicadas por la maquina son las correctas para el tipo de probeta que es y para las dimensiones que posee. Verificar que las probetas se encuentran correctamente sujetas por las mordazas de la mquina universal y evitar as que sucedan posibles accidentes. BIBLIOGRAFA

Cernica, J. (1962). Resistencia de Materiales (Tercera ed.). Mxico: Continental S.A.Harmer, E. (1975). Ensaye e Inspeccion de los Materiales en Ingenieria (Cuarta ed. ed.). Mexico: Continental S.A. Mendosa, J. (2006). Monografas. Obtenido de http://www.monografias.com/trabajos38/traccion-en-metales/traccion-en-metales2.shtml#ixzz3bvJTfri7

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4080020/Lecciones/Capitulo%203/ACERO%20ESTRUCTURAL.htmhttp://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4913/html/11_ensayo_de_traccin.html

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