Resistencia y ciencia de los materiales.
Enviado por Paolo Bessolo • 11 de Noviembre de 2016 • Prácticas o problemas • 1.035 Palabras (5 Páginas) • 554 Visitas
Resistencia y ciencia de los materiales |
Laboratorio 3: |
Ensayo de tracción |
Índice
Índice
Introducción
Ensayo de tracción
Experiencia
Descripción de la experiencia
Equipo
Datos y análisis
Conclusión
Bibliografía
Introducción
El ensayo de tracción es probablemente el tipo de ensayo más fundamental de todas las pruebas mecánicas que se puede realizar en un material. Los ensayos de tracción son simples, relativamente baratos, y totalmente estandarizados.
Los datos obtenidos en los ensayos de tracción se pueden utilizar para comparar distintos materiales y comprobar si algunos de ellos podrán resistir los esfuerzos a los que va a estar sometido cuando es utilizado en una determinada aplicación, por ejemplo, un metal en un puente, un ladrillo en una vivienda, una viga, etc.
Muchos materiales, cuando prestan servicio están sometidos a fuerzas o cargas, ejemplos de ello son los revestimientos refractarios de los hornos, las aleaciones de aluminio con las cuales se construyen las alas de los aviones, el acero de los ejes de los automóviles o las vigas y los pilares de los edificios. En tales situaciones es necesario conocer las características del material y diseñar la pieza de tal manera que cualquier deformación resultante no sea excesiva y no se produzca su rotura.
En el presente laboratorio se realizaron ensayos de tracción a 2 materiales: acero y aluminio. Se determinó el esfuerzo de fluencia y la curva esfuerzo deformación, así como la aplicación de la ley de Hooke para la obtención del módulo de elasticidad para cada material.
Ensayo de tracción
En este ensayo se somete al material a una fuerza de tracción, es decir, se le aplica una fuerza o varias fuerzas externas que van a tratar de estirar el material. Durante el ensayo se estira el material haciendo cada vez más fuerza sobre él hasta llegar a su rotura.
Estirando el material, se puede determinar rápidamente cómo el material va a reaccionar ante las fuerzas que se le aplican y que tratan de estirarlo. A medida que se estira el material, se verá la fuerza ejercida en cada momento y la cantidad que se estira el material (alargamiento).
Para estos ensayos se utilizan trozos de material llamados "probetas" o "muestras". Una probeta del material es un trozo de material con dimensiones normalizadas para realizar ensayos, como el de tracción. Estas dimensiones normalizadas son la longitud de la probeta y el área de su sección transversal.
Experiencia
Descripción de la experiencia
Los pasos a seguir son:
- Se coloca y agarra por sus extremos la probeta entre dos accesorios llamados "agarres" o "mordazas" que sujetan la probeta en la máquina del ensayo.
- Se instala el extensómetro sobre la probeta, y se ajusta en 0 mm.
- Se aplica una fuerza exterior por uno de los extremos de la probeta a una velocidad lenta y constante. El otro extremo de la probeta permanecerá fijado al agarre.
- Se finaliza la prueba con la rotura del material.
Equipo
El equipo utilizado en esta experiencia es el TQ MF40[1] de la marca Tecquipment. En particular este permite realizar pruebas de tensión (sistema hidráulico de tracción) y pruebas de dureza Brinell.
[pic 1]
[pic 2]
Las partes principales del equipo son:
- Un marco de carga
- Una unidad de visualización
- Un penetrador de bola para los ensayos de dureza Brinell
- Un extensómetro con una pantalla digital para los ensayos de tracción
Condiciones de operación
- Ambiente de operación: Laboratorio
- Rango temperatura de operación: +5°C a +40°C
- Rango humedad relativa de operación: 80% a temperaturas < 31°C con decremento lineal de 50% a 40°C
Especificaciones eléctricas
- 100 VAC a 240 VAC, 1.8 A
- 50 Hz a 60 Hz con tierra
Datos y análisis
Los datos recolectados en la experiencia son:
Material 1: Acero 1
Material muestra | Acero |
Diámetro [m] | 0,006 |
Área [m2] | 2,83E-05 |
Largo [mm] | 50 |
Extensión [mm] | Fuerza [KN] |
0,04 | 9,00 |
0,10 | 16,00 |
0,11 | 16,70 |
0,15 | 18,20 |
0,22 | 19,20 |
0,29 | 19,50 |
0,54 | 20,02 |
0,86 | 20,40 |
1,42 | 20,40 |
2,32 | 20,40 |
Material 2: Aluminio
Material muestra | Aluminio |
Diámetro [m] | 0,006 |
Área [m2] | 2,83E-05 |
Largo [mm] | 50 |
Extensión [mm] | Fuerza [KN] |
0,01 | 1,30 |
0,02 | 1,90 |
0,04 | 2,20 |
0,05 | 2,90 |
0,06 | 3,20 |
0,08 | 4,20 |
0,09 | 4,80 |
0,11 | 5,40 |
0,12 | 6,00 |
0,14 | 6,70 |
0,15 | 6,70 |
Además, se consideró un 3er material (otro acero) que se entregó como dato.
Material 3: Acero 2
Material muestra | Acero | ||
Diámetro [m] | 0,006 | ||
Área [m2] | 2,83E-05 | ||
Largo [mm] | 50 | ||
Extensión [mm] | Fuerza [KN] | Deformación [mm/mm] | Esfuerzo [MPa] |
0,00 | 1,10 | 0,00008 | 17,39 |
0,01 | 2,00 | 0,00016 | 69,57 |
0,02 | 3,60 | 0,00038 | 125,23 |
0,03 | 4,30 | 0,00064 | 149,58 |
0,04 | 5,40 | 0,00078 | 187,84 |
0,05 | 6,40 | 0,00100 | 222,63 |
0,06 | 7,00 | 0,00110 | 243,50 |
0,07 | 8,40 | 0,00138 | 292,20 |
0,08 | 9,10 | 0,00152 | 316,55 |
0,09 | 10,40 | 0,00176 | 361,77 |
0,10 | 11,10 | 0,00190 | 386,12 |
0,10 | 12,00 | 0,00206 | 417,43 |
0,11 | 12,50 | 0,00218 | 434,82 |
0,12 | 13,10 | 0,00230 | 455,69 |
0,13 | 14,50 | 0,00264 | 504,39 |
0,15 | 15,00 | 0,00294 | 521,78 |
0,42 | 15,40 | 0,00840 | 535,70 |
0,69 | 15,50 | 0,01382 | 539,18 |
0,95 | 15,60 | 0,01896 | 542,66 |
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