Ensayo De Traccion Y Compresion

1. ENSAYO DE TRACCIÓN YCOMPRESIÓNMag. MANUEL DE LA CRUZ VILCA2011

2. Relación entre tensión ydeformaciónINDICE El Ensayo de Tracción. Relación experimental entreTensión y Deformación. Ley de Hooke. Descripción del Diagrama Esfuezo-Deformación.

3. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónDado que deformación ytensión son causa y efecto, esde esperar que los vectorestensión y deformaciónunitaria estén relacionadosentre sí.

4. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónFijada la solicitación exterior esevidente que la deformación que seorigina y, en consecuencia, la tensióncreada en el sólido elástico dependende las fuerzas de atracciónmolecular, es decir, de la estructuracristalina del material.

5. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónSe deduce, por tanto, que para obtener larelación entre tensión y deformacióntendremos que proceder necesariamentepor vía experimental mediante ensayosrealizados en el laboratorio, en donde secomprueba, en efecto, que para dos piezasde distintos materiales, de igualesdimensiones y sometidas al mismo estadode cargas, las deformaciones son distintas.

6. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónCon objeto de ir fijando las ideasveamos en que consiste el Ensayo deTracción, tomando, a modo deejemplo, un material como el acerodulce, de notables aplicaciones en lapráctica.

7. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónSe realiza este ensayosometiendo una pieza recta dedimensiones normalizadasllamada probeta, a una fuerza detracción que se aumentagradualmente hasta la rotura.

8. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónEn la probeta se realizanpreviamente dos marcas, quedeterminan una longitud denominadadistancia entre puntos, sobre las quese efectúa, por medio de unextensómetro, la medida de losalargamientos.

9. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónConsideremos una probeta de secciónA a la que aplicamos en sus extremosuna fuerza F en dirección axial.

10. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónEsta fuerza causa en el interior delmaterial un estado de tensiones quesupondremos uniforme paracualquier sección recta.

11. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónLa tensión normal está relacionada conla fuerza F mediante la ecuación:AF

12. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónLa probeta, debido al esfuerzo,se alarga.Llamemos al alargamientounitario en el sentidolongitudinal.

13. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónAumentando progresivamente elvalor de F y llevando los valores dey a un gráfico cuyo eje deordenadas mida tensiones ( ) y el deabscisas deformaciones unitarias( ), se obtiene para el acero dulce elDiagrama Tensión-Deformación.

14. Descripción del diagramaesfuerzo-deformación

15. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónHasta un punto fsque se llama límitede fluencia losalargamientos sonpequeños pero alllegar a él aumentanconsiderablementesin necesidad deaumentar la fuerzaF.

16. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónPara cierto tipo demateriales la fuerzadisminuye hasta unvalor determinado porel punto fi, denominadolímite inferior defluencia (en este caso fsse llama límite superiorde fluencia).

17. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónAlcanzado el límite de fluencia al seguiraumentado la fluencia sobre la probeta, lacurva es creciente hasta un valor máximocuya tensión correspondiente se llamaresistencia a la tracción o tensión derotura, a pesar de que ésta se produzcainstantes después, cuando el material sufreun alargamiento en una parte pequeña dela probeta.

18. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónSe forma una pequeña garganta ohuso, reduciéndose rápidamente lasección transversal; la deformaciónplástica, que se reparte en unprincipio a lo largo de toda laprobeta, se concentra en una zonaoriginando la estricción, el esfuerzodisminuye y la probeta se rompe.

19. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónPara el acero dulce la tensión derotura vale de 4.000 a 5.000kp/cm2.Realmente esto no acontececomo se ha indicado.

20. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónCuando hemos hablado de que se haalcanzado un valor determinado de latensión, se ha calculado ésta dividiendo lafuerza F ejercida por la sección inicial quetenía la probeta, pero esta sección ha idodisminuyendo lo que hace que el valorindicado en la gráfica sea un valor erróneopor defecto que irá aumentando con lasdeformaciones.

21. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónEsto hace que la gráfica obtenidasea falsa, sin embargo es la queutilizamos en la práctica dado lolaborioso que sería tener encuenta continuamente en el valorde la tensión las variaciones de lasección.

22. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónLa determinación dellímite de elasticidades, en general, bastantedifícil por lo que en lapráctica se tomo comoeste límite el punto fsque se denominaentonces límiteaparente de elasticidad.

23. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónSin embargo, el tomareste punto como límitede elasticidad puedetraer consigo que sepueda romper elmaterial sin necesidadde llegar a la tensión derotura.

24. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónEn efecto, si hacemosdesaparecer la cargaF cuando la tensión1 pertenece a lazona elástico-plástica, queda unadeformaciónpermanente A.

25. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónSi aplicamosnuevamente unesfuerzo hastaconseguir la mismatensión anterior 1 seobserva que elalargamiento 2 esconsiderablementesuperior al 1, y lascosas ocurren como seindica en la Figura.

26. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónSi cesa la fuerzacausante de ladeformación semantiene unadeformaciónpermanente Bque, como se ve,es notoriamentemayor que A.

27. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónAl hacer elproceso reiterativovemos que en unade las operacionesde someter laprobeta a latensión σ1, serompe sin llegar aeste valor.

28. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónSe deduce que sinnecesidad de aplicar unatensión que llegue a r niaún que pertenezca a lazona plástica, se puedeconseguir la rotura de unmaterial por aplicacionessucesivas de un esfuerzoque produzca simplementeuna pequeña deformaciónpermanente.

29. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónEl límite elástico(punto b) es elmáximo esfuerzoque se puedealcanzar sin quese produzcandeformacionespermanentes enla probeta aldescargarla.

30. Descripción del diagramaesfuerzo-deformaciónPara tener en cuenta laprecisión de losensayos,

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