PRÁCTICA N° 2 ENSAYO DE TRACCIÓN

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Una característica deseada de los materiales dúctiles es que ocurra en ellos una deformación visible si las cargas alcanzan grandes valores, ya que entones pueden tomarse acciones correctivas antes de que ocurra la fractura. Los materiales que presentan un comportamiento dúctil son capaces de absorber grandes cantidades de energía de deformación antes de fracturarse [9].

Dentro de la región plástica, algunos materiales de ingeniería presentan un comportamiento lineal entre el esfuerzo y la deformación unitaria, por lo tanto, un aumento en el esfuerzo causa un aumento proporcional en la deformación unitaria. Ésta relación fue descubierta por Robert Hooke en 1676 y se conoce como ley de Hooke, se expresa matemáticamente como:

[pic 7]

Ésta ecuación representa la porción inicial recta del diagrama esfuerzo-deformación hasta el límite proporcional, E representa la constante de proporcionalidad, llamada módulo de elasticidad o módulo de Young. El módulo de elasticidad es la pendiente del diagrama esfuerzo-deformación unitaria en la región elástica lineal, las unidades de E son las mismas que las del esfuerzo.

Cuando se aplica una carga P sobre una barra, la longitud de la barra cambia una cantidad d, y su radio una cantidad d’. Si una barra está hecha de un material elástico lineal, la deformaron unitaria lateral Î’ en cualquier punto de ella es proporcional a la deformación axial Î en el mismo punto. La razón de esta deformación es una propiedad del material conocida como razón de Poisson n, se expresa a través de la expresión:

[pic 8]

El signo negativo se introduce en la ecuación para compensar el hecho de que las deformaciones unitarias lateral y axial suelen tener signos opuestos. Es decir, la deformación unitaria de una barra en tensión es positiva y la lateral es negativa (debido a que disminuye el ancho de la barra). En el caso de la compresión, se presenta la situación opuesta, con la barra acortándose (deformación unitaria negativa) y ensanchándose (deformación unitaria lateral positiva). Por tanto, la razón de Poisson para los materiales comunes tendrá un valor positivo.

- MATERIAL FRÁGIL

Son materiales cuya rotura se presenta sin cambio apreciable en la razón de alargamiento.

[pic 9]

Algunos ejemplos son concretos, piedra, hierro fundido, vidrio, cerámica y diversas aleaciones metálicas. Los materiales frágiles fallan con poco alargamiento después de que se ha excedido el límite proporcional. La reducción de área es insignificante, por lo que el esfuerzo nominal de fractura es el mismo que el esfuerzo último.

[pic 10]

- MÉTODO DE LA DESVIACIÓN

En algunas ocasiones no se tiene el punto de cedencia bien definido, entonces se halla usando un procedimiento gráfico llamado método de la desviación: normalmente se elige una deformación unitaria del 0.2 % y desde este punto situado sobre el eje de Î en el diagrama esfuerzo – deformación, se traza una línea paralela a la porción recta inicial de la curva. El punto en que esta línea intercepta a la curva define la resistencia a la cadencia (Figura 3).

- ANALISIS DE RESULTADOS

Tabla 1. Descripción de los equipos utilizados.

NOMBRE

EQUIPO 1

EQUIPO 2

EQUIPO 3

EQUPO 4

CALIBRADOR DE VERNIER

GRAFICADOR DE LA MAQUINA UNIVERSAL

MAQUINA UNIVERSAL DE ENSAYOS

MARCADOR DE PROBETAS

RANGO

[0-150] mm

NA

[0-10] T

NA

APRECIACION

0.05 mm

NA

1x10^-6

NA

Tabla 2. Zona de calibración (longitud inicial), diámetro de garganta (diámetro inicial), longitud final y diámetro final de las probetas.

MATERIAL

DIAMETRO DE LA GARGANTA [mm]

ZONA DE CALIBRACION [mm]

DIAMETRO FINAL [mm]

LONGITUD FINAL

INOX SERIE 200

3,24

25,25

2,59

32

PRFV

8,95

27

8,95

26,85

POLIETILENO

7,9

24

3,14

66,75

ALUMINIO

6,4

25

4,1

30,5

ASTM A706

10,8

50,7

6,85

59,65

SILICONA

11,1

50,1

10,5

55,7

Tabla 3. Cargas registradas en la maquina universal.

MATERIAL

CARGA [Kgf]

CEDENCIA