traccion informe ucsm
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INFORME PRACTICAS CIENCIA E INGENIERIA DE LOS MATERIALESTRANSCRIPT
“UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA
MARIA”
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FISICAS Y FORMALES
INGENIERIA INDUSTRIAL
CURSO:
CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES
TEMA:
ENSAYO DE TRACCION
DOCENTE:
MARÍA EUGENIA RIVERA CHAVEZ
NOMBRE:
GIULIANA GARCIA DELGADO
UCSM
AREQUIPA-2015
INDICE
I. INTRODUCCION
II. OBJETIVOS
III. PROCEDIMIENTO
IV. ANALISIS DE LOS RESULTADOS
V. CONCLUSIONES
VI. RECOMENDACIONES
VII. BIBLIOGRAFIA
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UCSM
I. INTRODUCCION
Muchos materiales cuando están en servicio están sujetos a fuerzas o
cargas. En tales condicione conocer las características del material para
diseñar el instrumento donde va a usarse de tal forma que los esfuerzos a los
que vaya a estar sometido no sean excesivos y el material no se fracture.
El comportamiento s el reflejo de la relación entre su respuesta o
deformación ante una fuerza o carga Los términos ensayo de tensión y
ensayo de comprensión se usan normalmente a la hora de hablar de ensayos
en los cuales una probeta preparada es sometida a una carga unia (estática)
hasta que ocurre la falla. En un ensayo de tensión simple, la operación se
realiza sujetando los extremos opuestos de la pieza de material y
separándolos. En un ensayo de comprensión, se logra sometiendo una pieza
de material a una carga en los extremos que produce una acción aplastante.
En un ensayo de tensión, la probeta se alarga en una dirección paralela a la
carga aplicada; en un ensayo de comprensión, la pieza se acorta. Dentro de
los límites de lo práctico resultante de la carga se hace coincidiendo con el
eje longitudinal de la probeta.
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UCSM
Exceptuando algunas piezas de ensayo arbitrariamente formadas, las
probetas son cilíndricas o prismáticas en su forma y de sección transversal
constante a lo largo del tramo dentro del cual las mediciones se toman. Las
probetas en comprensión quedan limitadas a una longitud tal que el pandeo
debido a la acción columnar no constituya un factor. Los ensayos estáticos de
tensión y de comprensión son los más realizados, además de ser los más
simples de todos los ensayos mecánicos.
Estos ensayos implican la normalización de las probetas con respecto a
tamaño, forma y método de preparación y la de los procedimientos de
ensayo. El ensayo de tensión es el apropiado para uso general en el caso de
la mayoría de los metales y aleaciones no ferrosos, fundidos, laminados o
forjados; para los materiales quebradizos (mortero, concreto, ladrillo,
cerámica, etc) cuya resistencia a la tensión es baja, en comparación con la
resistencia a la comprensión.
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UCSM
PRACTICA DE LABORATORIO
EL conocimiento de las propiedades de los materiales utilizados en Ingeniería
es un aspecto fundamental para el diseñador en su propósito de desarrollar
las mejores soluciones a las diversas situaciones que se presentan en su
cotidiano quehacer.
La realización correcta de ensayos en los materiales, nos permite conocer su
comportamiento ante diferentes circunstancias, al igual que la determinación
de sus propiedades fundamentales. En este laboratorio analizaremos el
comportamiento del acero al ser sometido a un esfuerzo de tensión uniaxial.
El ensayo se realiza en una Máquina Universal De Ensayos (REF. UH 50-A
Shimatzu) y la operación consiste en someter una probeta a una carga
uniaxial gradualmente creciente (es decir, estática) hasta que ocurra la falla
II. OBJETIVOS
• Reconocer y determinar de manera práctica las distintas propiedades
mecánicas de los materiales sometidos a esfuerzos de tensión o tracción.
• Reconocer y diferenciar los estados zona elástica y zona plástica de los
metales.
• Construir e interpretar la gráfica Esfuerzo Vs Deformación
• Calcular el módulo de porcentaje de alargamiento y de reducción de área de
los metales entre otras.
• Medir la resistencia a fluencia o esfuerzo de fluencia de los materiales.
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• Observar y reconocer ductilidad y fragilidad (en cuanto a su tolerancia a la
deformación).
III. PROCEDIMIENTO
1. Medición de la probeta: Antes de comenzar a realizar los ensayos de tensión se
deben tomar las respectivas medidas dimensionales de las probetas. Este
procedimiento de medición es efectuado con un gran cuidado y debe
implementarse la correcta utilización del Calibrador "pie de rey", y la regla un
instrumento de medición de vital importancia para tomar el valor de nuestros
datos. Para tomar las medidas de nuestras probetas utilizaremos las unidades
del sistema métrico internacional (SI) expresando dichas medidas en milímetros
(mm). Es muy importante ser bastante cuidadosos en la toma de estas medidas
ya que después de someter las probetas a los ensayos de tensión se van a ser
unas comparaciones finales, tanto en la longitud de la probeta como el diámetro
de la misma.
2. Programación y puesta a punto de la maquina universal de ensayos: Paso
siguiente con la ayuda del encargado le laboratorio o el docente procedemos a
calibrar y programar el software de la maquina universal para poder realizar el
ensayo de tensión según los parámetros establecidos; Para poder realizar esto
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UCSM
tenemos que reconocer y manejar unos conceptos básicos de servirán como
datos de entrada y mecanismo de cálculo para la maquina universal como son:
Deformaciones elásticas: en esta zona las deformaciones se reparten a lo
largo de la probeta, son de pequeña magnitud y, si se retirara la carga
aplicada, la probeta recuperaría su forma inicial. Ley de Hooke: Aplica
solamente a la zona elástica de los materiales y dice que el esfuerzo axial (σ)
es directamente proporcional a la deformación unitaria axial (ξ) y que la
constante de proporcionalidad entre los dos es el módulo de elasticidad (E). σ
Fluencia o cadencia: Es la deformación brusca de la probeta sin incremento
de la carga aplicada.
Deformaciones plásticas: si se retira la carga aplicada en dicha zona, la
probeta recupera sólo parcialmente su forma quedando deformada
permanentemente.
Estricción: Llegado un punto del ensayo, las deformaciones se concentran en
la parte central de la probeta apreciándose una acusada reducción de la
sección de la probeta, momento a partir del cual las deformaciones
continuarán acumulándose hasta la rotura de la probeta por ese zona.
Porcentaje de elongación (estiramiento): La cantidad de elongación que
presenta una muestra bajo tensión durante un ensayo proporciona un valor
de la ductilidad de un material. La ductilidad de los materiales comúnmente se
expresa como porcentaje de la elongación
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.
Porcentaje de reducción de Área: Este parámetro también da una idea acerca
de la ductilidad del material. Utilizando la medida de los diámetros inicial y
final, puede determinarse el porcentaje de reducción en el área a partir de la
ecuación
3. Realización de la prueba y toma de los datos: La máquina universal impone la
deformación desplazando el cabezal móvil a una velocidad seleccionable. La
celda de carga conectada a la mordaza fija entrega una señal que representa la
carga aplicada “load” en toneladas fuerza (Tf). La máquina también poseen un
potenciómetro lineal el cual toma los datos de posición los cuales denomina
“Stroke” en milímetros (mm); resultando así una tabla de datos donde tenemos
una relación de la carga y el estiramiento del material
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IV. ANALISIS DE RESULTADOS
Acero 10 45
Inicial Final
Longitud 85 mm 103 mm
Diámetro 9.28 mm 6.20 mm
Longitud Total 145mm 163 mm
Área 67,63mm2 30.19 mm2
Resistencia a la tracción
σ max
474.546 MPa
Módulo de Elasticidad E
22.599 GPa
Deformaciónε max
0.281 mm/mm
Elongación % 28.074 %Tensión de Rotura
σ rup
259.328 MPa
Grafica Esfuerzo deformación Acero 1045
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UCSM
0 5 10 15 20 2505
1015202530354045
Curva 1: Carga vs. Despla-zamiento
Desplazamiento (mm)
Carg
a (k
N)
0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.5000.00
50.00100.00150.00200.00250.00300.00350.00400.00450.00500.00
Curva 2: Esfuerzo vs. De-formación
Deformación (mm/mm)
Esfu
erzo
(Mpa
)
10
UCSM
0.040 0.045 0.050 0.055 0.0600.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
400.00
450.00
f(x) = 23044.489920117 x − 908.302191359441
Axis Title
Axis
Title
Acero 1020
Inicial Final
Longitud 93.7 mm 121.53 mm
Diámetro 9.5 mm 5.98 mm
Longitud Total 153.7 mm 184.76 mm
Área 70.88 mm2 28.09 mm2
Resistencia a la tracción
σ max
581.52 MPa
Módulo de Elasticidad E
22.695 GPa
Deformaciónε max
0.29 mm/mm
Elongación % 29.70 %Tensión de Rotura
σ rup
547.66 MPa
Graficas Acero 1020
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UCSM
0 2 4 6 8 10 12 14 1605
1015202530354045
Curva 1: Carga vs. Desplazamiento
Desplazamiento (mm)
Carg
a (k
N)
12
UCSM
0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.2500.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
Curva 2: Esfuerzo vs. Deformación
Deformación (mm/mm)
Esfu
erzo
(Mpa
)
0.030 0.031 0.032 0.033 0.034 0.035 0.036 0.0370.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
f(x) = 17863.7759494452 x − 538.651847182154
Axis Title
Axis
Title
Aluminio
Inicial Final
Longitud 90.94 mm 103.74 mm
Diámetro 9.48 mm 5.32 mm
Longitud Total 149.58 mm 165.88 mm
Área 70.58mm2 22.23mm2
Resistencia a la 580.09 MPa
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UCSM
tracción σ max
Módulo de Elasticidad E
23.596 GPa
Deformaciónε max
0.289 mm/mm
Elongación % 30.012 %Tensión de Rotura
σ rup
548.23 MPa
Grafica Esfuerzo deformación Aluminio
0 2 4 6 8 10 12 14 160
10
20
30
40
50
Curva 1: Carga vs. Des-plazamiento
Desplazamiento (mm)
Carg
a (k
N)
14
UCSM
0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.2500.00
50.00100.00150.00200.00250.00300.00350.00400.00450.00500.00
Curva 2: Esfuerzo vs. Deformación
Deformación (mm/mm)
Esfu
erzo
(Mpa
)
0.030 0.031 0.032 0.033 0.034 0.035 0.036 0.0370.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
f(x) = 17863.7759494452 x − 538.651847182154
Axis Title
Axis
Title
Bronce
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Inicial Final
Longitud 98 mm 99.27 mm
Diámetro 9.56 mm 8.79 mm
Longitud Total 158mm 165 mm
Área 71.78mm2 30.19 mm2
Resistencia a la tracción
σ max
109.98 MPa
Módulo de Elasticidad E
25.321 GPa
Deformaciónε max
0.310 mm/mm
Elongación % 32.032 %Tensión de Rotura
σ rup
550.23 MPa
UCSM
Grafica Esfuerzo deformación Bronce
0 5 10 15 20 2505
1015202530354045
Curva 1: Carga vs. Desplazamiento
Desplazamiento (mm)
Carg
a (k
N)
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UCSM
0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.5000.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
Curva 2: Esfuerzo vs. Deformación
Deformación (mm/mm)
Esfu
erzo
(Mpa
)
0.040 0.045 0.050 0.055 0.0600.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
400.00
450.00
f(x) = 23044.489920117 x − 908.302191359441
Axis Title
Axis
Title
V. CONCLUSIONES
En esta práctica se observó lo importante que es el ensayo de tensión y la importancia
que tiene dentro de la ingeniería ya que lo podemos tomar en cuenta para el
diseño de estructuras saber cuando un elemento está siendo sometido a tensión.
En este ensayo se vio como fe aplicada una carga a través de las mordazas y
aplicando una carga, al mismo tiempo ocurría un desplazamiento la probeta dentro
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UCSM
de la maquina fue estirándose hasta que sufrió la fractura dentro de este ensayo se
pudieron observar conceptos como carga, módulo de elasticidad, esfuerzos etc.
Hemos podido diferenciar la zona plástica, elástica y de ruptura de cada material
Se ha podido diferenciar la resistencia a la tracción que posee cada material mediante
su grafica de esfuerzo deformación
VI. RECOMENDACIONES
Al momento de hacer la prueba de ensayo, se debe de guardar una
distancia prudente, pues nuestra probeta al romperse pueden
desprender pequeñas partes.
Siempre contar con las medidas de seguridad en este ensayo al
momento de utilizar la máquina de tracción universal.
VII. BIBLIOGRAFÍA
Hibbeler R, Mecánica de Materiales. Tercera Edición. Prentice-Hall
Hispanoamericana SA. México D.F., 856 páginas
Riley W, Mecánica de Materiales. Primera Edición. Limusa Wiley. Mexico D. F.
708 paginas
Mott R. Resistencia de Materiales Aplicada. Tercera Edición. Prectice-Hall
Hispanoamericana SA. Mexico D.F., 640 páginas.
Norton R, Diseño de Máquinas. Primera Edición. Prentice-Hall
Hispanoamericana S.A México D.F., 1048 páginas.
http://www.udistrital.edu.co:8080/c/document_library/get_file?uuid=1404d4ad-
0b86-4473-8ade-8292e80b0eac&groupId=19625
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