Curso 2013 - 2014

Práctica 3 - Ensayo de

Tracción CIENCIA DE MATERIALES

Gonzalo Gañán Catalina

[ E S C R I B I R L A D I R E C C I Ó N D E L A C O M P A Ñ Í A ]

Práctica 3 - Ensayo de Tracción

Ciencia de materiales

INTRODUCCIÓN

Comenzaremos esta práctica realizando dos ensayos de tracción con la maquina del

laboratorio. Usaremos una probeta F1145 (C45) con un 0,45% en carbono, la otra una

chapa a la que la hemos dado forma de probeta. Tomaremos las medidas de cada

probeta y dividiremos en 10 partes ambas, la cilíndrica tomará 7,23mm por parte y la

chapa tomará 8 mm por parte.

Los ensayos de tracción, compresión y flexión pueden realizarse con una máquina

Universal “Amsler” o similar, sus dos émbolos producen tracciones, compresiones y

flexiones a voluntad, aplicando cargas deseadas a la probeta, colocada y sujeta en la

máquina por medio de mordazas adecuadas.

Podemos asegurar las probetas son barras de sección regular y constante, casi siempre circular. Sus extremidades son de mayor sección, para facilitar la fijación de la probeta a la máquina de tracción. Se hacen dos marcas entre las que se mide la longitud. Las probetas deben ser geométricamente semejantes, para que los resultados sean comparables. Así, obtendremos deformaciones proporcionales, es

decir, la longitud normalizada de la probeta l0 será igual a 0 0 l k SSegún la norma UNE-EN 10002-1, k = 11.2 ; pero nosotros utilizaremos en laboratorio K

= 8.16 = 10 mm.

Probeta cilíndrica:

L = 100mm Diámetro = 10mm LO = 8,16 𝑆 =72,23mm

Por lo que dividiremos: 𝐿−𝐿𝑂

2 = 10,34mm la probeta para que tenga 10 partes iguales.

Probeta chapa:

L = 100mm Diámetro = 20mm e = 2mm LO = 80mm

Por lo que dividiremos: 𝐿−𝐿𝑂

2 = 10mm la probeta para que tenga 10 partes iguales.

Práctica 3 - Ensayo de Tracción

Ciencia de materiales

Tomadas las medidas y marcadas las piezas pasaremos a realizar la rotura,

colocaremos las probetas en su lugar, colocaremos además un papel milimetrado para

medir en una grafica un registro tensión – deformación.

Nos ayudaremos de unas mordazas para colocar la probeta cilíndrica en su sitio y

también unos protectores para que no se escape en caso de accidente. A continuación

montaremos la probeta de chapa, con las mordazas apretadas.

Para concluir y realizado el ensayo, procedemos a realizar los cálculos con los datos

obtenidos en los experimentos.

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Ciencia de materiales

MATERIALES

Para el montaje en la máquina de tracción – compresión – flexión necesitaremos:

Mordazas y sistemas de seguridad de las mismas

Utillaje para el correcto anclaje (llave inglesa).

Registro de la grafica tensión – deformación.

CÁLCULOS

CALCULOS DE PROBETA CILINDRICA

1) Alargamiento

Como no ha roto en el tercio central, calculamos L0’ según la norma:

n=3 divisiones

N-n=10-3=7 —> caso impar:𝐿0′ = 𝑑𝑥𝑦 + 𝑑𝑦𝑧′ + 𝑑𝑦𝑧′′ = 102𝑚𝑚

Se mide:

i. X – marca exterior lado corto

ii. Y – marca hacia el lado largo a dx de la rotura

iii. Z’ – marca a (N-n-1)/2 divisiones de y

iv. Z’’ – marca a (N-n+1)/2 divisiones de y

𝑑𝑥𝑦 + 𝑑𝑦𝑧′ + 𝑑𝑦𝑧′′ = 34 + 29 + 39 = 102𝑚𝑚

A% =𝑑𝑥𝑦 + 2𝑑𝑦𝑧 − 𝐿𝑂

𝐿𝑂∗ 100 =

102 − 72,32

72,32∗ 100 = 41% 𝐷𝑒 𝑎𝑙𝑎𝑟𝑔𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜.

Acero bastante dúctil

2) Resistencia a la tracción TS (Rm)

𝑇𝑆 =𝐹𝑀𝐴𝑋

𝑆𝑜=

3300

0,0052∗𝜋= 42,98 Kp/mm2

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Ciencia de materiales

3) Límite elástico.

𝐿. 𝐸 = 𝐵 ∗ 𝑒𝐺𝑌 = 27 ∗ 3300

39= 2284,61 𝑘𝑝

𝑒𝐺𝑌 =𝐹𝑀𝐴𝑋

𝑌𝑀𝐴𝑋=

3300

39= 84,61

4) Módulo de elasticidad

𝐸 𝐴 =𝐹𝐴1/𝑆𝑂

∆𝐿𝑂1/𝐿𝑂=

10 ∗ 84,61/𝑆𝑂

2 ∗ 𝑒𝐺𝑋/𝐿𝑂= 673,12

𝑒𝐺𝑋 =∆𝐿𝑂

𝑋=

102 − 72,32

49= 0,6

5) Tensión de rotura.

𝑅𝐹 = 𝑒𝐺𝑌 ∗ 𝐹 = 84,61 ∗ 39 = 3299,79

6) Estricción.

Z % =𝑆𝑜 − 𝑆

𝑆𝑜∗ 100 =

78,54 − 28,27

78,54∗ 100 = 64 %

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CALCULOS DE PROBETA DE CHAPA

1) Alargamiento

A% =𝐿𝐹 − 𝐿𝑂

𝐿𝑂∗ 100 = 25% 𝐷𝑒 𝑎𝑙𝑎𝑟𝑔𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜.

2) Resistencia a la tracción TS

Rt= 𝐹𝑚𝑎𝑥

𝑆𝑜=

900 𝑘𝑝

𝜋 𝑥 0.0032 = 3.18 x107 kp/m2

3) Límite elástico.

Rb = dbgráfica x egy = 21 mm x900𝑘𝑝

23𝑚𝑚= 821.74

egy = escala gráfica eje y =𝐹𝑟𝑒𝑎𝑙

𝐹𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑎

4) Módulo de elasticidad

Fa1= dA1 gráfica x egy = 10 x 39.13= 391.3 kp

egx= ∆𝐿𝑟𝑒𝑎𝑙

∆𝐿𝑓𝑟𝑎𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 =

100−80

49𝑚𝑚 = 0.408

∆𝐿𝑎1 = 2𝑚𝑚 𝑥 𝑒𝑔𝑥 = 0.816 𝑚𝑚

5) Tensión de rotura.

𝑅𝐹 = 𝑒𝐺𝑌 ∗ 𝐹 = 39.13 · 23 = 899.99 kp