UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERA MECNICA ENERGAESCUELA PROFESIONAL DE MECNICA

INGENIERIA DE MATERIALES II

Trabajo monogrfico: Ensayo de traccin

Docente: Pablo Mamani Calla

Alumno: Cerna Huamn Paolo Junior

Bellavista Callao2015I. OBJETIVOSEs un ensayo que tiene por objetivo definir la resistencia elstica, la resistencia ltima y plasticidad del material cuando se le somete a fuerzas uniaxiales. Se requiere una mquina, prensa hidrulica por lo general, capaz de:a) Alcanzar la fuerza suficiente para producir la fractura de la probeta.b) Controlar la velocidad de aumento de fuerzas.c) Registrar las fuerzas F que se aplican y los alargamiento,que se observan en la probeta.

II.MARCOTEORICO Se denomina traccin axial el caso de solicitacin de un cuerpo donde las fuerzas exteriores actan a lo largo del mismo. En este caso, en las secciones transversales del cuerpo (barra) aparece slo una fuerza longitudinal transversal y las fuerzas transversales y momentos no estn presentes. Esta fuerza transversal (de acuerdo al mtodo de las secciones) es igual a la suma algebraica de las fuerza externas, que actan de un lado de la seccin. Se denomina esfuerzo (tensin) la fuerza interior (en este caso N), correspondiente a la unidad de superficie en un punto de un seccin dada. Para el caso de traccin axial, que nos ocupa, el esfuerzo est determinado por la ecuacin.

(1)

Donde: Es el esfuerzo normal [], N es la fuerza axial y A es el rea de la seccin []

Una vez obtenido, por la formula (1), el esfuerzo es la seccin peligrosa de una barra traccionada, es posible evaluar la resistencia de la misma por medio de la llamada condicin de resistencia:

Donde [ es el esfuerzo permisible, que a su vez se determina por la relacin

Donde es el esfuerzo lmite del material y n es el coeficiente de seguridad.El esfuerzo limite se determina experimentalmente y es una propiedad del material. Se considera como esfuerzo lmite, el lmite de resistencia (rotura) en el caso de materiales frgiles y el lmite de fluencia en el caso de materiales plsticos. El coeficiente de seguridad se introduce para conseguir un funcionamiento seguro de las estructuras y sus partes, a pesar de las posibles desviaciones desfavorables de trabajo, en comparacin con las que se consideran el clculo (segn la formula (1)).

Los ensayos a traccin se realizan para obtener las caractersticas mecnicas del material. Mediante el ensayo se traza el diagrama de la relacin que existe entre la fuerza F, que estira la probeta, y el alargamiento () de sta. Para que los resultados de los ensayos que se realizan con probetas del mismo material, pero de distintas dimensiones, sean comparables, el diagrama de traccin se lleva a otro sistema de coordenadas. En el eje de las ordenadas se coloca el valor del esfuerzo normal que surge en la seccin transversal de la probeta, , donde es el rea inicial de la seccin de la probeta, y sobre el eje de las abscisas, los alargamientos unitarios, , donde es la longitud inicial de la probeta. Este diagrama se denomina diagrama convencional de traccin (diagrama de esfuerzos convencionales o de ingeniera), puesto que los esfuerzos y los alargamientos unitarios se calculan, respectivamente, referente al rea inicial de la seccin y a la longitud inicial de la probeta.

En la figura anterior est representando, en el sistema de coordenadas , el diagrama de traccin de una probeta de acero de bajo contenido de carbono. Como se puede observar, en el tramo O-A del diagrama las deformaciones crecen proporcionalmente a los esfuerzos, cuando estos son inferiores a cierto valor, llamado lmite de proporcionalidad. As, pues, hasta el lmite de proporcionalidad es vlida la ley de Hooke. En el caso del acero AISI 1020, el lmite de proporcionalidad es .

Al aumentar la carga, el diagrama resulta ya curvilneo. Sin embargo, si los esfuerzos no son superiores a cierto valor, , llamado lmite de elasticidad, el material conserva sus propiedades elsticas, es decir, que al descargar la probeta, sta recupera su dimensin y su forma iniciales. El lmite de elasticidad o elstico del acero AISI 1020 es .En la prctica no se hace distincin entre , puesto que los valores de lmite de proporcionalidad y del lmite de elasticidad se diferencian muy poco.

Al seguir aumentando la carga, llega a un momento (punto C), cuando las deformaciones comienzan a aumentar sin un correspondiente crecimiento sensible de la carga. El tramo horizontal CD del diagrama se denomina escaln de fluencia. El esfuerzo que se desarrolla e este caso, es decir, cuando las deformaciones crecen sin aumento de la carga, se denomina lmite de fluencia y se designa por . El lmite de fluencia del acero AISI 1020 es .

En el caso de ciertos materiales, el diagrama de traccin no tiene un escaln de fluencia bien acentuado. Para estos materiales se introduce el llamado. Limite convencional de fluencia. Se denomina limite convencional de fluencia, al esfuerzo correspondiente a una deformacin residual del 0.2%. Este lmite se denota por .

Despus de que la probeta recibe cierto alargamiento bajo una carga constante, es decir, despus de pasar el estado de fluencia, el material de nuevo adquiere la capacidad de oponerse al alargamiento (el material se endurece) y el diagrama, una vez rebasado el punto D, asciende aunque con menos intensidad que antes. El punto E del diagrama corresponde al esfuerzo convencional mximo que se denomina lmite de resistencia o resistencia temporal. En el caso del acero AISI 1020, el lmite de resistencia es (se emplea tambin la notacin ). En los aceros de alta resistencia, el lmite de resistencia llega a ser 17000 (acero tipo 4340 y otros). El lmite de resistencia a la traccin se designa por y el de resistencia a la compresin, por .

Cuando el esfuerzo se iguala al lmite de la resistencia, en la probeta se observa una reduccin brusca y local de la seccin, en forma de cuello. El rea de la seccin disminuye sbitamente en el lugar del cuello y, como consecuencia se reduce la fuerza y el esfuerzo convencional. La rotura de la probeta ocurre por la seccin menor del cuello.

III. EQUIPOS Y MATERIALES

a) Probetas Normalizadas (NORMA DIN) Acero, Bronce.

b) Equipo: Equipo de ensayo de traccin

Medidor digital de esfuerzoc) Herramientas e instrumentos:

Extensmetro

Vernier

Granete

IV. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

a) Medimos la probeta con el vernier. Lo = 50,3 mm Do = 10 mm

b) Colocamos la probeta en la mquina y ajustamos

c) Comenzamos a traccionar la probeta y a la vez medimos con el vernier cuanto se va estirando.

d) Luego de traccionar la probeta, esta se rompe.

V. CALCULOS Y RESULTADOS

Se tomo la medida del diametro final Df = 8mm, Luego se tomo los datos obtenidos con el medidor digital de esfuerzos y el vernier.

F

0000

51.050.0640.021

101.40.1270.028

151.50.1910.029

201.80.2550.035

252.050.3180.041

303.40.3820.068

355.90.4460.117

38ROTURA

GRAFICA

VI. CONCLUSIONES

La resistencia de una probeta est determinada segn el material con el que est elaborado, tomando en cuenta que cada uno de ellos tiene una naturaleza dctil o frgil, en el caso del aluminio es un material frgil ya que no se alarga y fractura con facilidad, no deforma, este material es ligero con respecto a los otros. Por su parte el cobre se alarga, deforma y fractura; a diferencia del bronce que es ms dctil, ya que se alarga y se deforma mas no llego a fracturar, el acero galvanizado tiene poca deformacin y alargamiento pero en el lmite fracturo.

VII. BIBLIOGRAFIA

http://adrianagiraldo30.blogspot.com/2011/10/unidad-1-practica-n-4ensayo de.html http://www.vespino.com/~tecnologia/tecnoII/1materiales/ENSAYO%20D%20TRACCI%D3N.pdf http://html.rincondelvago.com/materiales_ensayos-de-traccion.html