Ensayo de tension

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Ensayo de tensión pura sobre una varilla de acero.

Essay of pure tension on a steel rod.

Presentado por: Laura Daniela Rubiano Sánchez, Daniel Ernesto Quicano Cortes, Cristian Giovanni Olaya Mahecha, Juan Gerardo Galeano Mateus.

Grupo: 3

Laura.rubiano@mail.escuelaing.edu.co, Daniel.quicano@mail.escuelaing.edu.co,

Cristian.olaya@mail.escuelaing.edu.co, juan.galeano@mail.escuelaing.edu.co.

Resumen

En este artículo se presentarán los resultados de la evaluación de una varilla de acero estructural, con el fin de determinar de manera experimental la deformación unitaria (ϵ), el módulo elástico (), el módulo de resiliencia (), el módulo de tenacidad, el límite de proporcionalidad () y el  límite elástico () con los cuales se pretende  demostrar que la varilla evaluada cumple con la norma .[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

Palabras clave: acero estructural, deformación, tenacidad, elástico.

Abstract

In this article will be show the results of the test of an estructural steel rod to prove by the experimental mode the unitary deformation, elastic module,  resilience module, toughness index, the limit of proportionality and the elastic limit order to demostrate, that the evaluated steel meets the standard in the  .[pic 7]

Keywords: structural steel, deformation, tenacity, elastic.

Introducción

Para cumplir  la norma técnica colombiana 2289 es necesaria la verificación, análisis y seguimiento de las características físicas, mediante el cálculo de índices que permitan comparar y valorar la calidad del acero estructural para definir posibles riesgos y beneficios.

En Colombia la calidad de una varilla de acero estructural se evalúa mediante la selección y posterior análisis de una varilla de prueba la cual es sometida a un ensayo de tensión o compresión, verificando que dicha varilla cumpla con la NTC 22 89.

La prueba se realiza bajo la supervisión de un profesional el cual será el encargado de concluir después del análisis del índice de  tenacidad, módulos de resiliencia, elástico y los límites de elasticidad y de proporcionalidad aprobando o rechazando las características de la varilla.

Objetivos

Determinar si la varilla evaluada cumple con los estándares establecidos en la norma técnica colombiana 2289. Para esto se requiere determinar:

• Deformación unitaria  (ϵ).
• Determinar el Módulo elástico del acero ().[pic 8]
• Determinar el Módulo de tenacidad.
• Determinar el Módulo de resiliencia ().[pic 9]
• Determinar el Esfuerzo de fractura ().[pic 10]
•  Determinar Límite de proporcionalidad  ().[pic 11]
• Determinar el Esfuerzo de cedencia ().[pic 12]
• Determinar el Esfuerzo ultimo ( [pic 13]
• Determinar el porcentaje de elongación
• Determinar el porcentaje de reducción de área

Metodología

Se tomó una varilla de prueba de acero estructural con un diámetro nominal de 4/8 de pulgada y 25 centímetros de longitud inicial, fabricada en México. Posteriormente se hacen dos marcas de longitud de ensayo que indicaran cuanto se ha deformado la varilla. A continuación se toman las medidas correspondientes de los diámetros (con y sin vena) para determinar el diámetro real de la varilla y con este el área transversal real. Luego se ensaya la varilla con una longitud experimental de 20cm y se empieza a tomar datos; los datos obtenidos son los de la carga en kilogramos fuerza y desplazamiento en centésimas de milímetro. Se utilizó una máquina universal de ensayos en la cual se probó la varilla sometiéndola a tracción. Mientras se le proporcionaba carga se fue observando cuál era su deformación δ y con esto analizar qué tan cercana o lejanas están sus características a las requeridas por la NTC 22 89

Resultados

El análisis de la varilla de acero estructural nos permitió comparar sus características con las establecidas con la norma NTC 2289 y determinar si está dentro de los estándares requeridos por la ley.

Los datos tomados en el laboratorio están presentados en las siguientes tablas.

Tabla 1

Muestra la carga (kg-F), Deformación  () [pic 15]

Tabla 2

Características de la varilla sometida a tracción

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Imagen 1. Máquina de ensayos universal

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Imagen 2. Flexómetro instalado en la maquina universal de ensayos

Tablas 3.

 Diámetros  obtenidos durante el experimento

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Imagen 3. Varilla después de ruptura

Después de la ruptura el diámetro de la verilla varía como se puede ver en la imagen 3.

Tabla 4

Cargas representativas de la varilla

Con los datos obtenidos en la tabla 1 se puede completar la información determinando el esfuerzo (σ), la deformación unitaria (, convirtiendo los kg-F a Newton.[pic 19]

Calculo de la gráfica esfuerzo vs deformación unitaria

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Las ecuaciones (1.0), nos determinan la manera de calcular el esfuerzo y la deformación unitaria, teniendo en cuenta que .[pic 21]

 A continuación se presenta una tabla que contiene los resultados calculados a través de los datos obtenidos en el experimento.

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