Ensayo de Tensión

Escuela Superior Politécnica del Litoral

Facultad de Ingeniería Mecánica y Ciencias de la Producción

Laboratorio de Mecánica de Sólidos

Práctica #1: “        Ensayo de Tensión”

Ávila Álvarez Óscar Andrés

Guayaquil – Ecuador

oavila@espol.edu.ec

Resumen

En la práctica de laboratorio se realizó un ensayo de tensión para verificar cómo se deforma una viga axialmente al momento de ser sometida a una carga en su eje. Para llevar a cabo este procedimiento se debieron seguir los lineamientos establecidos por las normas ISO 6892 y una máquina universal de ensayos conectada a una computadora que mediante el uso de sensores recolecta los datos de carga y alargamiento de la viga a lo largo del experimento mediante un tiempo determinado. El código de la viga utilizada para este experimento fue 19-3947.

Abstract

In the laboratory practice, a tension test was carried out to verify how a beam is axially deformed when subjected to a load on its axis. To carry out this procedure, the guidelines established by the ISO 6892 standards and a universal test machine connected to a computer that through the use of sensors, it collects beam load and elongation data throughout the experiment through a determined time. The beam code used for this experiment was 19-3947.

Introducción

Las estructuras siempre pueden fallar por diversas perturbaciones, ya sea por tensión, compresión, pandeo, flexión, etc…

En el fallo por tensión una viga se rompe al aplicarle una carga axial sobre un punto de su superficie la cual genera fuerzas que estiran a la viga y causan deformaciones axiales, las cuales producen cambios tanto en la forma como la dimensión de la viga y se representan con la ecuación:

[pic 1]

Donde ΔL es la deformación de la barra,  es la deformación unitaria de la viga y  es la longitud inicial de la viga.[pic 2][pic 3]

A su vez, la carga que se aplica a una viga también la somete a esfuerzos, los cuales se reconocen como la fuerza que puede soportar un material sólido por unidad de área, teniendo la siguiente expresión:

[pic 4]

Donde P es la carga que se aplica a la estructura sólida y A es el área de la sección transversal.

Tanto la deformación unitaria como el esfuerzo se relacionan entre sí ya que el esfuerzo varía según cambie la deformación unitaria, lo cual se refleja en la ley de Hooke:

[pic 5]

[pic 6]

Donde para la ecuación 3  es el esfuerzo,  es la deformación unitaria y E es el módulo de Young del material de la viga, el cual es una constante única para cada tipo de material durante su comportamiento elástico. En la ecuación 4  es el ángulo que se forma entre la deformación unitaria y el esfuerzo cuando la curva se encuentra entre 0 y el límite de proporcionalidad.[pic 7][pic 8][pic 9]

Al realizar una gráfica de deformación unitaria vs esfuerzo se podrá observar que hay distintas zonas en las cuales se puede dividir el gráfico. La primera de ellas es la zona elástica que está determinada por el límite de proporcionalidad que es el punto donde la gráfica deja de tener un comportamiento lineal.         Se tiene a la zona elástico-plástica que está determinada por el punto de fluencia que es el esfuerzo que se produce antes de que la viga se deforme permanentemente, aquí también se ubica el límite elástico ya que al pasar esta zona el material deja de comportarse elásticamente. Por último, se tiene a la zona plástica que es donde el material ya está deformado y no intenta volver a su estado original. En esta zona se alcanza el esfuerzo máximo al que puede llegar el material y se termina con el punto de ruptura que es cuando el material ya no resiste y se rompe.

Métodos

Para la realización de este ensayo de tensión se utilizó la máquina universal de ensayos de modelo UH-600KNI y con código A-EM-008-00. En la máquina se coloca la varilla bien sujetada entre dos soportes y se la somete a una carga previamente establecida en el software de la máquina. Acto siguiente se debe observar el gráfico de deformación unitaria vs esfuerzo que se produce en el software de la máquina a medida que la carga a la que se somete la varilla aumente. Este ensayo está regido por la norma ISO 6892 que establecen condiciones para el laboratorio al momento de realizarse el experimento, estas son que la temperatura del cuarto debe estar entre 10 a 38 °C y la humedad relativa debe estar por debajo del 80%. Al momento de realizarse la práctica las condiciones del laboratorio eran: humedad relativa 60.2% y la temperatura era de 26 °C siendo así condiciones ideales para realizar el ensayo de tensión.

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