Práctica N.- 1 – Tema: Ensayo de Tracción en Probetas Metálicas de Sección Circular y Rectangular

Escuela Politécnica Nacional

Facultad de Ingeniería Mecánica

Laboratorio de Esfuerzos y Vibraciones

Laboratorio de Mecánica de Materiales II

1. Práctica N.- 1 – Tema: Ensayo de Tracción en Probetas Metálicas de Sección Circular y Rectangular

1. Grupo: GR

1. Integrantes:

• De la Cadena Prado Josué Erick CI: 1723397731
• Defaz Chimba Jessica Belén CI:0503634800
• Villacís Barba Jorge Sebastián  CI:1716113889

1. Objetivos

• Evaluar las propiedades mecánicas del acero y sus formas de falla.

• Estudiar el comportamiento del acero en sus diferentes zonas, hasta alcanzar la falla.

• Trazar la curva esfuerzo – deformación unitaria para las probetas ensayadas e identificar las zonas más representativas en dicha curva.

1. Resumen

Para la práctica propuesta por el Laboratorio de Análisis de Esfuerzos y Vibraciones se espera analizar el ensayo a tracción en probetas metálicas de sección circular. Nuestro grupo ( Martes de 10-11 am ) analizó el tiempo y fuerza que se necesitaba para que la probeta dada por el laboratorio se rompa. Comprobando así el ensayo de tracción según las normas indicadas por la guía de práctica ( ASTM E8, ASTM A48, ASTM A370 ).

1. Abstract

For the practical proposed  by the Laboratory of Stress Analysis and Vibrations is expected to analyze the metal tensile test in specimens of circular section. Our group (Tuesdays 10-11 am) analyzed the time and strength that was needed for break the specimen given by the laboratory, and testing the tensile properties of it according to the rules communicated by the practice guideline (ASTM E8, ASTM A48, ASTM A370).

1. Marco Teórico

El ensayo de tracción es uno de los más importantes dentro del mercado para poder determinar el comportamiento mecánico de los materiales, además de definir la resistencia elástica, resistencia última y plasticidad del material. Para poder tener un cuerpo a tracción debemos someterlo a cargas normales uniformemente repartidas en sus extremos, la misma se aplica de manera uniaxial en el sentido del eje de la muestra en una máquina de ensayo, la misma esta conectada a un ordenador para registrar el desplazamiento y la carga leída. Representando la carga frente al desplazamiento podremos obtener una gráfica de esfuerzo deformación ( Véase Figura 1). En esta curva se muestra lo que sucede en el material, evaluar su elasticidad y comportamiento durante el ensayo. Lo cual puede brindarnos conclusiones sobre si su uso es apto para el trabajo solicitado o no.

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Figura 1. Diagrama fuerza vs alargamiento

FUENTE: Alejandro Pino . (2011). Diagrama Esfuerzo-Deformación. 12-05-2016, de Monografias.com Sitio web: http://www.monografias.com/trabajos72/diagrama-esfuerzo-deformacion/diagrama-esfuerzo-deformacion2.shtml

Lo consecuente con el ensayo a la tracción es la deformación plástica que se genera en la probeta, la misma que se rige por la ley de Hooke ( Véase Ecuación 1), la deformación plástica se puede definir como una propiedad de un material de poder absorber la energía brindada por una fuerza en el material, la constante de proporcionalidad en este caso es el módulo de elasticidad E.

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Ecuación 1. Ley de Hooke.

FUENTE:  BEER, F. P.; JOHNSTON, E. R. Mecánica Vectorial para Ingenieros: Estática. McGraw-Hill. 9ªed, 2010.

1. Materiales y Equipos

1. Materiales

• Probeta normalizada de acero de sección circular (ASTM E8): Esta norma cubre la prueba de tensión de materiales metálicos en cualquier forma y a temperatura ambiental. Incluye una normativa de medidas para las probetas ( Véase Figura 2).

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Figura 2.  Dimensiones y geometría de probetas de ensayo a tracción.

FUENTE: ASTM, “ASTM E8-09: Standard Methods for Tension Testing of Metallic Materials”.

1. Equipos

• Máquina universal de ensayos:  La máquina de ensayos universal es una máquina parecida a una prensa, donde podemos someter a los materiales a ensayos de tracción y compresión. Se puede realizar con probetas circulares o rectangulares.
• Calibrador Digital: Instrumento usado para medir espesores, diámetros interiores y exteriores, además de objetos cilíndricos.
• Marcador: Herramienta de laboratorio usada para dejar marcas de mediciones predeterminadas y estandarizadas en las probetas.

1. Procedimiento

1. Verificar la calidad de los acabados y superficies de las probetas.
2. Marcar en las probetas los puntos para la medición de la elongación en 50 mm. Véase Figura 3.

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Figura 3. Marca de 50 mm.

FUENTE: Propia

1. Medir las dimensiones:

• Probeta de sección circular: tomar tres medidas de largo y diámetro de la probeta con un calibrador.

1. Comprobar las dimensiones de las probetas con las requeridas en las normas utilizadas.
2. Colocar las mordazas correspondientes a la probeta de sección circular.
3. Determinar la velocidad de carga según los requerimientos de la norma.
4. Encender la máquina universal de ensayos.
5. Encerar el medidor de fuerza ( lib/in) y desplazamiento.
6. Iniciar el ensayo.
7. Observar la fluencia del acero.
8. Observar el tipo de falla. Véase Figura 4.

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Figura 4. Observación del tipo de falla.

FUENTE: Propia

1. Medir la longitud final.

1. Datos Obtenidos

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