!!UNIVERSIDAD AUTNOMA DE NUEVO LEN FACULTAD DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA !!

Mecnica de materiales Laboratorio

Semestre enero - junio del 2015 !!!Reporte - Actividad 2

Ensayos de tensin y curvas esfuerzo-deformacin !!!!!!!Nombre: Mario Fernando Castillo Uras. Matrcula: 1691619. Brigada: 311. Hora: M2. Da: Mircoles. Instructor: M.C. Maria de Jess Naez Ramrez !!!!!!!!!!!!

San Nicols de los Garza, Nuevo Len; a mircoles 11 de febrero del 2015. !!!!

!Introduccin. El ensayo de tensin es el ensayo ms importante en la prctica de la mecnica de materiales por que es del cual se pueden extraer mayor nmero de propiedades. Durante el ensayo la mquina va recabando datos con los cuales podremos obtener una curva de esfuerzo-deformacin caracterstica del material, la cual es una carta de presentacin del mismo. En esta investigacin explicaremos en qu consiste el ensayo y analizaremos la grfica esfuerzo-deformacin para extraer informacin del material a partir de ella. !Ensayo esttico de tensin. Este ensayo consiste en la aplicacin de carga esttica de tensin al espcimen por medio de cabezales mviles atados a los extremos de este. Como consecuencia de la carga, el espcimen sufre deformacin. Esta es medida con un extensmetro atado a la mquina. La deformacin primero es elstica, hasta que se llega al llamado lmite elstico. Desde aqu la deformacin empieza a ser plstica. La carga se sigue aplicando hasta que aparece el encuellamiento, que consiste en una reduccin del rea transversal a la carga de alguna regin del espcimen, generalmente en el centro. Debido a este ltimo fenmeno, el esfuerzo se incrementa en esa regin. La carga se sigue aplicando hasta que el espcimen se rompe. El ensayo generalmente se lleva a cabo en la mquina de pruebas universales, como se muestra aqu:

!!Grfica esfuerzo - deformacin. Con los datos recabados en el ensayo, se puede traficar el esfuerzo en funcin de la deformacin del espcimen. Analizando la grfica que resulta, que para todos los metales se asemeja a la de la figura 1, podemos extraer propiedades del material basndonos en comportamientos y puntos observados en la grfica Mdulo de elasticidad: El mdulo de elasticidad o mdulo de Young (E) puede extraerse de la

grfica esfuerzo-deformacin si ponemos atencin en la regin lineal de nuestra grfica, es decir, la regin elstica. Se puede observar que el esfuerzo () es proporcional a la deformacin (e), donde la constante de proporcionalidad es el mdulo de elasticidad. Entonces, la pendiente de la recta en la regin lineal tambin representa el mdulo de elasticidad: !! e = Ee

!La dureza de un material est directamente ligada con el mdulo de Young. Entre ms alto el mdulo de Young, ms duro es el material. ! Lmite elstico o esfuerzo de cedencia: Siguiendo la regin elstica de la curva, llegamos a un

punto donde la pendiente cambia y la relacin esfuerzo-deformacin ya no es lineal. A partir de esta regin la deformacin que le apliquemos al material ser plstica, es decir, permanente.

Lmite de fluencia: Es el esfuerzo obtenido cuando se aplica la fuerza ms grande. En la regin plstica, despus de estar agregando carga, se presenta el encuellamiento (figura 2), como comentbamos en la introduccin. Esta reduccin de rea permite que la fuerza para crear un esfuerzo igual sea menor, por lo tanto menos fuerza se necesita para seguir deformando el material plsticamente.

Ductilidad: Es la habilidad de un material de ser permanentemente deformado antes de romperse. Podemos medir la ductilidad de un material por medio de un porcentaje de elongacin, que cualifica la cantidad de deformacin plstica que sufri el material antes de la fractura.

Punto de fractura: Seala el esfuerzo mximo que soporta el material antes de fallar. !!!!!Esfuerzo y deformacin unitaria a partir de informacin del

ensayo. A partir de la cantidad de carga que se le aplica al espcimen, y conociendo sus medidas originales se obtiene el esfuerzo y la deformacin unitaria del espcimen. Para el esfuerzo, apelamos a la definicin, que dice que: !!!Entonces, conociendo la carga que se le aplica a la probeta y el rea transversal a la carga se obtiene el esfuerzo. La deformacin unitaria est definida como el cambio de longitud por unidad de longitud, es decir que es un nmero adimesional:

= F / AT

e = llo

Figura 1

Figura 2

!!!!!Donde lo representa la longitud original de la probeta y l = l2 - lo . !Esfuerzo y deformacin unitaria a partir de informacin del ensayo. Todos los materiales tienen diferentes propiedades mecnicas, por lo tanto tienen diferentes curvas esfuerzo-deformacin. Sin embargo, materiales del mismo tipo (lase cermicos, metales, compositos, etc)., tienen curvas esfuerzo-deformacin parecidas. A continuacin se muestran 4 curvas cualitativas de distintos tipos de materiales:

!Bibliografa. -Askeland, D., Pradeep F., Wright W.(2010)., The Science and Engineering of Materials, sexta edicin, Cengage Learning. pp. 197-245. !!!!!!