Ensayo de tracción

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Ensayo de tracción

Elena Veas Ballester | 2ºLACC | 11-12-2017

Objetivo

• Aprender el manejo y fundamento de la máquina de tracción
• Aprender a calcular y reconocer las diferentes zonas de una gráfica de tracción

Materiales

• Máquina de tracción
• Pie de rey
• Probetas de acero
• Pantalla protectora colectiva

Fundamento

La tracción es un esfuerzo que actúa axialmente sobre el cuerpo que tiende a alargarlo mientras que este se opone a esa fuerza y tiende a acortarlo.

En el ensayo de tracción pretendemos determinar la plasticidad y elasticidad de un material ya que estos datos junto con su punto de máxima tensión nos podrán dar otros datos útiles como la tenacidad, ductilidad y fragilidad.

Este ensayo se realiza aplicando una carga de tracción a una probeta hasta deformarse y finalmente romperse, la maquina usada consta de tres partes:

1. Una zona vertical con dos mordazas una fija en la parte inferior y otra móvil en la parte superior, en esta zona se colocará la probeta.
2. Zona de encendido y sistema hidráulico, en esta zona tendremos una cerradura y un botón para encender la máquina y una válvula para cerrar y abrir el sistema hidráulico.
3. Zona informática, donde tendremos el ordenador con el programa necesario para su utilización y observaremos la gráfica de tracción.

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[pic 3]  Esta zona de la maquina indica a la izquierda lo KN usados (H máximo y mínimo) y en la zona derecha el alargamiento de las mordazas.

El resultado de un ensayo de tracción es una curva tensión-deformación (σ-ε)

Esta curva consta de diferentes partes:

1. Zona de elasticidad: En esta zona la probeta puede volver a su estado original cuando dejemos de aplicarle carga. Cumple el módulo de Young que se puede calcular a través de la ley de Hooke:  

 E=σ/ε, su medida son los mega pascales (Mpa), se utiliza la tensión y deformación obtenida en el límite elástico.

1. Zona de fluencia (algunos materiales carecen de esta zona), en esta zona existe una gran deformación sin aplicar carga.
2. Zona de plasticidad: En esta zona va del punto de fluencia donde se encuentra el limite elástico (los materiales sin punto de fluencia, se establece su punto formando una paralela a la curva a un 0.2%) al momento en el que comienza la estricción. En esta zona plástica cuando se deja de aplicar la carga el material se queda deformado.
3. Punto de máxima tensión: Es la mayor carga que la probeta puede soportar después de ese punto se produce un alargamiento de longitud y un estrechamiento de su sección a consecuencia de localizar la deformación en el centro de la probeta, este fenómeno se denomina estricción.

Tras este punto el material tiene un descenso ya que se convierte más frágil, la deformación deja de ser uniforme y se rompe.

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-Hasta el punto ①obtenemos una deformación elástica proporcional.

-Del punto ② al ④ obtenemos una deformación plástica uniforme en toda la probeta y a partir del punto ④ obtenemos la estricción donde la deformación se localiza en el centro de la probeta.

Para poder realizar los cálculos es necesario hacer una serie de operaciones:

-Deformación (ε) es adimensional y la calculamos usando la longitud inicial (lo) y la final (lf).          

          ε = Lf-Lo/Lo

- La sección: diferente en cada probeta:

       Circular: sec.= π * R2   →  mm2

          Cuadrada: sec.= lados * lado → mm2

-El esfuerzo unitario (σ):

        σ = N(newton) / sección (mm2) → Mpa

- El modelo de Young:

        E=σ/ε →  Mpa

- porcentaje de estricción (Z):

       Z= Sec.f (final)-sec.o (inicial)/ Sec.o * 100 → Z%

-porcentaje alargamiento (A)

       A = Lf (final)- L0(inicial)/ L0 *100  → A%

- Tensión de rotura o resistencia a la tracción (σr)

        σr = Fmax. / sec.o  → Mpa  

Una vez realizados los cálculos con la gráfica podemos observar para determinar su fragilidad y ductilidad:

Material frágil:   No obtiene deformación.

                            Tiene grietas importantes.

                            Presenta manchas brillantes.

                            Baja o nula absorción de energía.

Material dúctil:  Tiene deformación plástica.

                             Pose microgrietas.

                             Color gris mate.

                             Alta absorción de la energía.

Procedimiento

1. Encendemos la maquina con la llave y pulsando el botón de encendido.
2. Con el pie de rey medimos el largo (sin contar con la zona de agarre) y el diámetro de la probeta.
3. Programamos el ordenador completando las 3 fichas, ficha material, probeta y entrada.
4. Ficha de material: Ponemos el nombre de la probeta (ACF1LACCX) y el % de alargamiento de la probeta (este porcentaje lo cambiara la maquina posteriormente) F1 para confirmar
5. Ficha probeta: Decimos que tipo de probeta es (circular, cuadrada o rectangular), ponemos longitud y diámetro y la máquina nos calcula la sección.
6. Procedemos a colocar la probeta, pero antes de ello debemos cerrar el sistema hidráulico.
7. Una vez cerrado colocamos la probeta en la mordaza inferior y bajamos la superior (con ayuda de un tornillo en la parte superior) hasta que podamos engancharla, una vez enganchada giramos un cuarto más.
8. Ya todo preparado colocamos la pantalla protectora colectiva y procedemos al ensayo, cuando la probeta rompa inmediatamente pararemos la máquina.
9. Mirar en el ordenador las gráficas y datos (necesario medir la nueva longitud y diámetro de la probeta)

Resultados y cálculos

- Primer ensayo: AC1LACC1 (cilíndrica)

 1[pic 5]            2[pic 6]

3 [pic 7]               

Esta es la primera curva obtenida, ampliada en cada monitor.

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