ingeniería en materiales metalicos

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INSTITUTO TECNOLGICO DE CIUDAD MADERO

INGENIERA DE MATERIALES METLICOS

Laboratorio de ingeniera de materiales metlicosPractica N2Ensayo de tencion

Intrigantes de Quipo: Vargas Medina Francisco De Jesus Herrera Muoz Carlos Rafael Olivas Delgado Cesar Octavio Garcia Uribe Jonathan Joval

Horario: 17:00-18:00 HRS.Carrera: INGENIERA MECNICA

Maestro: ZAVALA HERNNDEZ RAFAELFecha de Realizacin: 30/sep./2014Fecha de Entrega: 7/oct./2014

Indice

Tema. Pgina.

A) Objetivo

B) Consideraciones tericas

C) Desarrollo

D) Calculo y Resultados

E) Observaciones

F) Conclusin

G) Biografas

A) Objetivo.Finalidad que el alumno al realizar la prueba de tensin de un material metlico (acero) Conozca la maquina con sus accesorios y las probetas que se usan y que adems aprende a determinar analizar e interpretar las propiedades mecnicas y la curvas esfuerzo deformacin que de este ensayo resultan.

CONSIDERACIONES TEORICAS A INVESTIGAR.lAS CURVAS ESFUERZO-DEFORMACIN PARA MATERIALES DCTILES Y FRGILESDIAGRAMA DE ESFUERZO-DEFORMACINUNITARIAEs la curva resultante graficada con los valores del esfuerzo y la correspondiente deformacin unitaria en el espcimen calculado a partir de los datos de un ensayo de tensin o de compresin.

a) Lmite de proporcionalidad:Se observa que va desde el origen O hasta el punto llamado lmite de proporcionalidad, es un segmento de recta rectilneo, de donde se deduce la tan conocida relacin de proporcionalidad entre la tensin y la deformacin enunciada en el ao 1678 por Robert Hooke. Cabe resaltar que, ms all la deformacin deja de ser proporcional a la tensin.b) Limite de elasticidad o limite elstico:Es la tensin ms all del cual el material no recupera totalmente su forma original al ser descargado, sino que queda con una deformacin residual llamada deformacin permanente.c) Punto de fluencia:Es aquel donde en el aparece un considerable alargamiento o fluencia del material sin el correspondiente aumento de carga que, incluso, puede disminuir mientras dura la fluencia. Sin embargo, el fenmeno de la fluencia es caracterstico del acero al carbono, mientras que hay otros tipos de aceros, aleaciones y otros metales y materiales diversos, en los que no manifiesta.d) Esfuerzo mximo:Es la mxima ordenada en la curva esfuerzo-deformacin.e) Esfuerzo de Rotura:Verdadero esfuerzo generado en un material durante la rotura.DIAGRAMACONVENCIONALDE ESFUERZO-DEFORMACINUNITARIA.Es la curva resultante graficada con los valores de esfuerzos como ordenadas y las correspondientes deformaciones unitarias como abscisas en el espcimen calculado a partir de los datos de un ensayo de tensin o de compresin.Nunca sern exactamente iguales dos diagramas esfuerzo-deformacin unitaria para un material particular, ya que los resultados dependen entre otras variables de la composicin del material, de la manera en que este fabricado, de la velocidad de carga y de la temperatura durante la prueba.Dependiendo de la cantidad de deformacin unitaria inducida en el material, podemos identificar 4 maneras diferentes en que el material se comporta.Comportamiento ElsticoFluenciaEndurecimiento por deformacinFormacin del cuello o estriccinDIAGRAMAS ESFUERZO-DEFORMACIN UNITARIA, CONVENCIONAL Y REAL, PARA UN MATERIAL DCTIL (ACERO) (NO DE ESCALA)

Comportamiento ElsticoLa curva es una lnea recta a travs de toda esta regin. El esfuerzo es proporcional a la deformacin unitaria. El material es linealmente elstico. Limite proporcional, es el lmite superior del esfuerzo en esta relacin lineal. La Ley de Hooke es vlida cuando el esfuerzo unitario en el material es menor que el esfuerzo en el lmite de proporcionalidad.Si el esfuerzo excede un poco el lmite proporcional, el material puede responder elsticamente. La curva tiende a aplanarse causando un incremento mayor de la deformacin unitaria con el correspondiente incremento del esfuerzo. Esto contina hasta que el esfuerzo llega al lmite elstico.FluenciaUn aumento en el esfuerzo ms del lmite elstico 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, y la deformacin que ocurre se llama deformacin plstica.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 disminucin sbita 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 alargndose sin ningn incremento de carga. Las deformaciones unitarias inducidas debido a la fluencia serian de 10 a 40 veces ms grandes que las producidas en el lmite de elasticidad. Cuando el material esta en este estado-perfectamente plstico.Endurecimiento por deformacinCuando la fluencia ha terminado, puede aplicarse ms 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 es el esfuerzo mximo que el material es capaz de soportar.La elevacin en la curva de esta manera se llama endurecimiento por deformacin. Formacin del cuello o estriccinEn el esfuerzo ltimo, el rea de la seccin transversal comienza a disminuir en una zona localizada de la probeta, en lugar de hacerlo en toda su longitud. Este fenmeno 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 estriccin o cuello en esta zona a medida que el espcimen se alarga cada vez ms.Puesto que el rea de la seccin transversal en esta zona est decreciendo continuamente, el rea mas pequea puede soportar solo una carga siempre decreciente. De aqu que el diagrama esfuerzo deformacin tienda a curvarse hacia abajo hasta que la probeta se rompe en el punto del esfuerzo de fractura.

DIAGRAMA REAL ESFUERZO DEFORMACIN UNITARIAEn lugar de usar el rea de la seccin transversal y la longitud originales de la muestra para calcular el esfuerzo y la deformacin unitaria (de ingeniera), usa el rea de la seccin transversal y la longitud reales del espcimen en el instante en que la carga se esta midiendo para calcular esfuerzo real y deformacin unitaria real y un trazo de sus valores se llama Diagrama real Esfuerzo Deformacin Unitaria.Las diferencias entre los diagramas comienzan a aparecer en la zona de endurecimiento por deformacin, donde la magnitud de la deformacin unitaria es ms significativa.En el diagrama Esfuerzo-Deformacin unitaria convencional, la probeta de ensayo en realidad soporta una carga decreciente, puesto que A0es constante cuando se calcula el esfuerzo nominal = P/A0.El rea real A dentro de la regin de formacin del cuello esta siempre decreciendo hasta que ocurre la falla, Esfuerzo de rotura, y as el material realmente soporta un esfuerzo creciente.

Ejemplos Aplicados1)Un ensayo a tensin de un acero dulce produjo los datos mostrados en la tabla. Trazar un diagramaesfuerzodeformacin unitaria para este material, determinando adems;a)El modulo de elasticidadb)El lmite de proporcionalidadc)El punto de fluenciad)El esfuerzo ultimoDebe escogerse una escala adecuada para que toda la grafica se pueda trazar en una sola hoja. Es conveniente volver a dibujar la curva hasta el punto de fluencia usando una escala mayor para deformaciones unitarias con el objeto de determinar ms exactamente el lmite de proporcionalidad y el punto de fluencia.SolucinPrueba a tensin de un acero dulce Dimetro inicial del espcimen = 0.506 pulgadas Longitud inicial entre marcas de la probeta = 2 pulgadas.

Diagrama Esfuerzo- Deformacin unitaria para el ejemplo.

Desde la grafica, calcula las siguientesa)el modulo de elasticidadE= esfuerzo / deformacin unitaria= 29.85 / 0.00102= 29264.71 x 103lb/plg2= 29.265 klb/plg2= 29.265 ksib)Limite proporcional,Es el lmite superior del esfuerzo en esta relacin lineal.Si los esfuerzos exceden este valor, el esfuerzo ya no es proporcional a la deformacin unitaria.= 34.825x 103lb/plg2 = 34.825 klb/plg2= 34.825 ksic)Justamente despus del lmite de proporcionalidad, la curva disminuye su pendiente y el material se deforma con muy poco o ningn aumento de la cargaesfuerzo de fluencia o punto de fluencia,=37.81 ksi (punto superior de fluencia)=35.82ksi (punto inferior de fluencia)d)Esfuerzo ltimo,el esfuerzo mximo que el material es capaz de soportar.= 66.17ksiDIAGRAMAS ESFUERZO-DEFORMACIN UNITARIA PARA OTROS MATERIALES

Cada material tiene una forma y propiedades peculiares. Las curvas mostradas en la figura difieren considerablemente de la correspondiente al acero.Las caractersticas del diagrama esfuerzo deformacin unitaria influyen sobre los esfuerzos especificados para el diseo de partes fabricadas con el material correspondiente.En la mayora de los materiales no se presenta tanta proporcionalidad entre el esfuerzo y la deformacin unitarias como para el acero.Esta falta de proporcionalidad no causa problemas en los casos usuales de anlisis y diseo, ya que los diagramas de la mayora de los materiales estructurales ms comunes son casi en forma de lnea recta hasta alcanzar los esfuerzos que normalmente se usan en el diseo.

Un material dctil (el acero estructural dulce, el aluminio, o bronce), exhibirn un amplio intervalo de deformacin en el intervalo plstico antes de la fractura.Un material frgil, como el hierro colado o vidrio, se rompern sin ninguna o muy pequea deformacin plstica.

Diagrama esfuerzo-deformacin tpico de un element