REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZEULAMINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR

UNIVERSIDAD GRAN MARISCAL DE AYACUCHOANACO - ESTADO AZOÁTEGUI

ENSAYO DE TRACCIÓN

Profesor: Realizado por:

José Maldonado Edgardo Jiménez

C.I. 16571394

Diosmary Avila

C.I. 15.051.907

Anaco Diciembre de .2009

IINTRODUCCIÓNNTRODUCCIÓN

El ensayo de tracción en ingeniería es ampliamente utilizado, pues suministra

información sobre la resistencia de los materiales utilizados en el diseño y también para

verificación de especificaciones de aceptación. Todos los materiales metálicos tienen

una combinación de comportamiento elástico y plástico en mayor o menor proporción.

Elasticidad: es la propiedad de un material en virtud de la cual las deformaciones

causadas por la aplicación de una fuerza desaparecen cuando cesa la acción de la fuerza.

"un cuerpo completamente elástico se concibe como uno de los que recobra

completamente su forma y dimensiones originales al retirarse la carga". ej: caso de un

resorte o hule al cual le aplicamos una fuerza.

Plasticidad: es aquella propiedad que permite al material soportar una

deformación permanente sin fracturarse.

Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de deformarse en el sentido de

aplicación de la fuerza. En el caso del ensayo de tracción, la fuerza se aplica en

dirección del eje de ella y por eso se denomina axial, la probeta se alargara en dirección

de su longitud y se encogerá en el sentido o plano perpendicular. aunque el esfuerzo y la

deformación ocurren simultáneamente en el ensayo, los dos conceptos son

completamente distintos

Sumario

En la mayoría de las ocasiones, los materiales metálicos se emplean con fines

estructurales. Es decir, los componentes fabricados con metales deben responder de

forma adecuada a determinadas situaciones mecánicas. La expresión de responder de

forma adecuada puede entenderse en muy diferentes sentidos. Así, en muchos casos,

significa no fallar en servicio, pero en otros como, por ejemplo, un fusible mecánico,

puede significar lo contrario.

En múltiples aplicaciones el factor que limita la vida útil de un componente no es su

fractura, si no que puede ser cierto grado de desgaste o el desarrollo de una grieta de

cierto tamaño. El abanico de posibilidades se abre aun más cuando se considera la

naturaleza de las solicitaciones mecánicas que deben de ser soportadas. Éstas pueden ser

constantes en el tiempo o variable, en este último caso, la velocidad de variación puede

ser reducida o elevada, pueden actuar de forma localizada o distribuida en el material.

Y, en este último caso, la distribución de esfuerzos puede ser uniforme o no.

El ensayo de tracción, este ensayo permite obtener información sobre la capacidad de un

material para soportar la acción de cargas estáticas o de cargas que varían lentamente a

temperaturas homologas inferiores a 0,5 parámetro adimensional que se define como el

cociente entre las temperaturas de ensayo y de fusión. Como los componentes metálicos

se proyectan en la mayoría de las ocasiones para trabajar en estas condiciones,

probablemente este es el más popular entre los ensayos que permiten caracterizar el

comportamiento mecánico de un material metálico.

MARCO TEORICO

DEFINICIÓN DE ENSAYO

Examen o comprobación de una o más propiedades o características de un

material, producto, conjunto de observaciones, etc., que sirven para formar un juicio

sobre dichas características o propiedades.

Se intenta de esta manera simular las condiciones a las que va a estar expuesto

un material cuando entre en funcionamiento o en servicio

CLASIFICACIÓN DE LOS ENSAYOS

Según la rigurosidad del ensayo.

Según la naturaleza del ensayo.

Según la utilidad de la pieza después de ser sometida al ensayo.

Según la velocidad de aplicación de las fuerzas.

SEGÚN LA RIGUROSIDAD DEL ENSAYO

Ensayos científicos:

Se obtienen resultados que se refieren a los valores numéricos de ciertas magnitudes

físicas.

Ensayos tecnológicos:

Se utilizan para comprobar si las propiedades de un determinado material son adecuadas

para una cierta utilidad

SEGÚN LA NATURALEZA DEL ENSAYO

Ensayos químicos:

Permiten conocer la composición, tanto cualitativa como cuantitativa del material.

Ensayos metalográficos:

Consisten en analizar la estructura interna del material mediante un microscopio.

Ensayos físicos:

Se cuantifica, por ejemplo, la densidad, el punto de fusión, la conductividad eléctrica.

Ensayos mecánicos:

Mediante los que se determina la resistencia del material cuando se somete a diferentes

esfuerzos

SEGÚN LA UTILIDAD DE LA PIEZA DESPUÉS DE SER SOMETIDA AL

ENSAYO

Ensayos destructivos:

Se produce la rotura o un daño sustancial en la estructura del material.

Ensayos no destructivos:

Se analizan las grietas o defectos internos de una determinada pieza sin dañar su

estructura

SEGÚN LA VELOCIDAD DE APLICACIÓN DE LAS FUERZAS.

Ensayos estáticos:

La velocidad de aplicación de las fuerzas al material no influye en el resultado del

ensayo.

Ensayos dinámicos:

La velocidad de aplicación de las fuerzas al material juega un papel decisivo en el

resultado del ensayo

ENSAYO DE TRACCIÓN

El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilíndrica o prismática de

dimensiones normalizadas (probeta) a una fuerza normal de tracción que crece con el

tiempo de una forma lenta y continua, para que no influya en el ensayo, el cual finaliza,

por lo general, con la rotura de la probeta

Durante el ensayo se mide el alargamiento (Al) que experimenta la probeta al estar

sometida a la fuerza (F) de tracción.

De esta forma se puede obtener un diagrama fuerza (F)- alargamiento (Al), aunque para

que le resultado del ensayo dependa lo menos posible de las dimensiones de la probeta y

que, por tanto, resulten comparables los ensayos realizados con probetas de diferentes

tamaños, se utiliza el diagrama:

TENSIÓN:

Es la fuerza aplicada a la probeta por unidad de sección; es decir, si la

sección inicial es So, la tensión viene dad por:

SI: N/m2 = Pa

DEFORMACIÓN O ALARGAMIENTO UNITARIO:

Es el cociente entre el alargamiento Al experimentado y su longitud inicial

(Lo). A dimensional

Datos más significativos obtenidos del ensayo:

Límite de proporcionalidad (sP)

Límite de elasticidad (sE)

Resistencia a la tracción (sMAX)

Resistencia a la rotura (sR)

Estricción de rotura (Z):

Diagramas esfuerzo - deformación unitaria

Es la curva resultante graficada con los valores del esfuerzo y la correspondiente

deformación unitaria en el espécimen calculado a partir de los datos de un ensayo de

tensión o de compresión

Nunca serán exactamente iguales dos diagramas esfuerzo- deformación unitaria

para un material particular, ya que los resultados dependen entre otras variables de la

composición del material, de la manera en que este fabricado, de la velocidad de carga y

de la temperatura durante la prueba.

ETAPAS CARACTERÍSTICAS

Dependiendo de la cantidad de deformación unitaria inducida en el material, podemos

identificar 4 maneras diferentes en que el material se comporta.

1. Comportamiento Elástico

2. Fluencia

3. Endurecimiento por deformación

4. Formación del cuello o estricción

Diagramas esfuerzo - deformación unitaria, convencional y real, para un material dúctil

(acero)

Comportamiento Elástico

La curva es una línea recta a través de toda esta región.

El esfuerzo es proporcional a la deformación unitaria.

El material es linealmente elástico.

Limite proporcional , es el limite superior del esfuerzo en esta relación lineal.

Ley de Hooke es valido cuando el esfuerzo unitario en el material es menor que el

esfuerzo en el limite de proporcionalidad.

Si el esfuerzo excede un poco el limite proporcional, el material puede responder

elásticamente. La curva tiende a aplanarse causando un incremento mayor de la

deformación unitaria con el correspondiente incremento del esfuerzo. Esto continua

hasta que el esfuerzo llega al limite elástico.

Comportamiento Fluencia

Un aumento en el esfuerzo mas del limite elástico provocara un colapso de

material y causara que se deforme permanentemente. Este comportamiento se llama

fluencia.

El esfuerzo que origina la fluencia se llama esfuerzo de fluencia o punto de

fluencia, la deformación que ocurre se llama deformación plástica.

En los aceros con bajo contenido de carbono, se distinguen dos valores para el punto de

fluencia.

El punto superior de fluencia ocurre primero, seguido por una disminución súbita en la

capacidad de soportar carga hasta un punto inferior de fluencia.

Una vez se ha alcanzado el punto inferior de fluencia, la muestra continuara

alargándose sin ningún incremento de carga. Las deformaciones unitarias inducidas

debido a la fluencia serian de 10 a 40 veces mas grandes que las producidas en el limite

de elasticidad. Cuando el material esta en este estado- perfectamente plástico.

Endurecimiento por Deformación

Cuando la fluencia ha terminado, puede aplicarse mas carga a la probeta,

resultando una curva que se eleva continuamente pero se va aplanando hasta llegar a

este punto se llama el esfuerzo ultimo, que el esfuerzo máximo que el material es

capaz de soportar.

La elevación en la curva de esta manera se llama endurecimiento por deformación.

A lo largo de la prueba y mientras el espécimen se esta alargando, el área de su

sección transversal disminuirá. Esta disminución de área es uniforme en toda la longitud

calibrada del espécimen, incluso hasta la deformación unitaria que corresponde al

esfuerzo ultimo

Formación del cuello o Estricción

En el esfuerzo ultimo, el área de la sección transversal comienza a disminuir en

una zona localizada de la probeta, en lugar de hacerlo en toda su longitud.

Este fenómeno es causado por planos de deslizamiento que se forman dentro del

material y las deformaciones producidas son causadas por esfuerzos cortantes.

Como resultado, tiende a desarrollarse una estricción o cuello en esta zona a

medida que el espécimen se alarga cada vez más.

Puesto que el área de la sección transversal en esta zona esta decreciendo

continuamente, el área más pequeña puede soportar solo una carga siempre decreciente.

De aquí que el diagrama esfuerzo – deformación tienda a curvarse hacia abajo

hasta que la probeta se rompe en el punto del esfuerzo de fractura,

Diagrama Real Esfuerzo –Deformación Unitaria

En lugar de usar el área de la sección transversal y la longitud original de la

muestra para calcular el esfuerzo y la deformación unitaria (de ingeniería), usa el área

de la sección transversal y la longitud reales del espécimen en el instante en que la carga

sé esta midiendo para calcular esfuerzo real y deformación unitaria real y un trazo de

sus valores se llama Diagrama real Esfuerzo –Deformación Unitaria.

Diagrama esfuerzo –deformación unitaria para un acero dulce

Diagrama real Esfuerzo –Deformación Unitaria

Diagrama esfuerzo –deformación unitaria para otros materiales

Generalidades en un Diagrama esfuerzo –deformación

Generalidades en un Diagrama esfuerzo –deformación

Un material dúctil (el acero estructural dulce, el aluminio, o bronce), exhibirá un

amplio intervalo de deformación en el intervalo plástico antes de la fractura.

Un material frágil, como el hierro colado o vidrio, se romperán sin ninguna o

muy pequeña deformación plástica.

CCONCLUSIÓNONCLUSIÓN

Todo cuerpo sólido al soportar una fuerza aplicada tiende a deformarse en el

sentido de aplicación de la fuerza. En nuestro ensayo de tracción, la fuerza se aplica en

dirección del eje de la probeta y por eso se denomina axial. La probeta se alargará en

dirección de su longitud y se encogerá en el sentido o plano perpendicular.

Observamos con este ensayo que el material de la probeta (acero) al igual que

todos los materiales metálicos posee una combinación de comportamiento elástico y

plástico en mayor o menor proporción.

Para poder realizar la grafica σ-ε debemos dividir por el área inicial de la probeta

los valores de la carga aplicados progresivamente; así obtenemos los valores de esfuerzo

σ.

Para obtener los valores de la deformación, debemos dividir por (Lf – Lo), es decir ΔL.

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

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1978. p. 246-252

ARGES, K. Pete y PALMER, Aubrey E. Mecánica de los Materiales. México :

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ASKELAND, Donald R. La Ciencia e Ingeniería de los Materiales. México :

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BEER, Ferdinand P. y JOHNSTON, E Russell. Mecánica de Materiales. 2 ed. Santafé

de Bogotá : Mc Graw-Hill, 1993. p. 42-46