Laboratorio de Ciencia y tecnología de materiales

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Universidad Nacional Autónoma de México

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES

CUAUTITLÁN

INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

Practica #3, Prueba de tensión

Profesor: Fernando Fierro Téllez

Laboratorio de Ciencia y tecnología de materiales  

Grupo: 2252B                                

Alumno: Alfaro Pineda Everardo

Fecha de entrega: 02/07/2021

Semestre 2021-2

Objetivos

• Ensayar en tracción un material metálico.
• Identificar las principales características y particularidades de este ensayo destructivo.
• Obtener las principales propiedades ténsiles del material ensayado.

Introducción

¿Qué es la tensión?

Todos los objetos físicos que están en contacto pueden ejercer fuerzas entre ellos. A estas fuerzas de contacto les damos diferentes nombres, basados en los diferentes tipos de objetos en contacto. Si la fuerza es ejercida por una cuerda, un hilo, una cadena o un cable, la llamamos tensión.

Las cuerdas y los cables son útiles para ejercer fuerzas, ya que pueden transferir una fuerza de manera eficiente sobre una distancia significativa (por ejemplo, la longitud de la cuerda). Un trineo puede ser jalado por un equipo de huskies siberianos por medio de cuerdas atadas a estos, que les permiten correr con un mayor rango de movimiento comparado con el que tendrían si tuvieran que empujar el trineo por su parte trasera usando la fuerza normal (sí, este sería el equipo de trineo de perros más patético de la historia).

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Es importante observar que la tensión es una fuerza de tracción, pues las cuerdas no pueden empujar de forma efectiva. Tratar de empujar con una cuerda provocaría que se afloje y pierda la tensión que le permitiría jalar en primer lugar. Esto puede sonar obvio, pero cuando llega el tiempo de dibujar las fuerzas que actúan sobre un objeto, la gente a menudo dibuja las fuerzas de tensión en la dirección equivocada, así que recuerda que la tensión solo puede jalar a un objeto.

Ensayo de tensión

Muchos materiales cuando están en servicio están sujetos a fuerzas o cargas. En tales condiciones es necesario conocer las características del material para diseñar el instrumento donde va a usarse de tal forma que los esfuerzos a los que vaya a estar sometido no sean excesivos y el material no se fracture. El comportamiento mecánico de un material es el reflejo de la relación entre su respuesta o deformación ante una fuerza o carga aplicada.

Los términos ensayo de tensión y ensayo de comprensión se usan normalmente a la hora de hablar de ensayos en los cuales una probeta preparada es sometida a una carga uniaxial gradualmente creciente (estática) hasta que ocurre la falla. En un ensayo de tensión simple, la operación se realiza sujetando los extremos opuestos de la pieza de material y separándolos. En un ensayo de comprensión, se logra sometiendo una pieza de material a una carga en los extremos que produce una acción aplastante. En un ensayo de tensión, la probeta se alarga en una dirección paralela a la carga aplicada; en un ensayo de comprensión, la pieza se acorta. Dentro de los límites de lo práctico, la resultante de la carga se hace coincidiendo con el eje longitudinal de la probeta. Exceptuando algunas piezas de ensayo arbitrariamente formadas, las probetas son cilíndricas o prismáticas en su forma y de sección transversal constante a lo largo del tramo dentro del cual las mediciones se toman. Las probetas en comprensión quedan limitadas a una longitud tal que el pandeo debido a la acción columnar no constituya un factor.[pic 4]

Los ensayos estáticos de tensión y de comprensión son los más realizados, además de ser los más simples de todos los ensayos mecánicos. Estos ensayos implican la normalización de las probetas con respecto a tamaño, forma y método de preparación y la de los procedimientos de ensayo. El ensayo de tensión es el apropiado para uso general en el caso de la mayoría de los metales y aleaciones no ferrosos, fundidos, laminados o forjados; para los materiales quebradizos (mortero, concreto, ladrillo, cerámica, etc) cuya resistencia a la tensión es baja, en comparación con la resistencia a la comprensión.

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La máquina de ensayo de tensión (máquina universal) cuenta con un marco en el cual se encuentran dos mordazas: una fija y una móvil. La mordaza móvil, por lo general, se mueve mediante un tornillo sin fin o un mecanismo hidráulico. Como datos de entrada requiere la longitud calibrada y el área de sección transversal de la probeta para posteriormente generar la gráfica esfuerzo-deformación.

Material y equipo

• Máquina de pruebas universales
• Probetas de ensayos de tensión

Desarrollo y resultados

1. Utilizando un calibrador dimensionar la probeta proporcionada, obteniendo el diámetro promedio de la zona de ensayo (D), el diámetro de las zonas de sujeción, la longitud total y longitud calibrada (G) de acuerdo con la figura 1.

2. Marcar con un plumón fino o un lapicero la longitud calibrada (G) dentro de la zona de ensayo o constricción. La cual debe ser al menos cuatro veces el diámetro (D). No se debe rayar profundamente o penetrar la probeta, ya que se generaran concentradores de esfuerzo que alteraran los resultados.

3. Colocar la probeta en la mordaza inferior de la máquina, de tal forma que toda la sección de sujeción (diámetro mayor) este dentro de la mordaza, dejando la zona de constricción libre. Posteriormente girar el manubrio en sentido horario para cerrar las mordazas y fijar la probeta. Con ayuda del profesor o el personal encargado de la máquina desplazar el cabezal móvil hacia arriba hasta que la otra sección de sujeción entre en la mordaza superior. Se debe guiar la probeta para que no impacte con la mordaza, ya que esto podría deformar permanentemente o romper la probeta y por consecuente invalidad el ensayo. Girar el manubrio en sentido anti horario para cerrar la mordaza y fijar la probeta.

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