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danieljhovany11 de Marzo de 2013
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Máquina de ensayo
La siguiente es una foto de la maquina utilizada
para realizar el ensayo de tracción,
en la cual vemos el dial que nos marca la cargas, el diagramador y el sistema
donde se realiza el ensayo con la probeta colocada.
Modo y tiempo de aplicación de las cargas
La carga debe aplicarse de tal manera que el
esfuerzo resulte uniformemente
destruido sobre la sección transversal del material.
Tratándose de ensayos estáticos el incremen
to de carga se efectúa en forma muy
lenta, para evitar los efectos de las fuerza
s de inercia, velocidad que se fija según
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las normas y materiales, adoptándose gener
almente una variación de 0,1 Kgf/mm²
y por segundo aproximadamente hasta alcanzar
el limite de fluencia, a partir del
cual puede llegarse como máximo
a 50 Kgf/mm² por minuto.
Resulta de gran importancia la velocidad de
la aplicación de la carga de ensayo,
pues su incremento produce un retraso en la aparición de las deformaciones
plásticas y un aumento de la resistencia del
material. Si las cargas se aplican en
forma extremadamente lentas se obtiene una
disminución del límite de fluencia y
un aumento de la resistencia, aunque a expensas de la ductilidad, que disminuye
considerablemente.
Determinaciones a efectuar en un
ensayo de tracción estático
El ensayo de tracción es el que mejor def
ine las “propiedades mecánicas” de los
metales sometidos a la acción de cargas estáticas.
Estas propiedades quedan determinadas si se calcula la aptitud del material a
resistir las cargas que le pueden ser aplic
adas (propiedades de resistencia) y las
deformaciones que experimente por la
acción de éstas (propiedades de
deformaciones).
Propiedades Mecánicas De Resistencia
Tensión al límite inicial de fluencia
Tensión al limite convencional 0,2
Propiedades Mecánicas
De Deformabilidad
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Compresión
El ensayo de compresión es poco frecuente
en los metales y consiste en aplicar a
la probeta, en la dirección de
su eje longitudinal, una
carga estática que tiende a
provocar un acortamiento de la misma y cu
yo valor se irá incrementando hasta la
rotura o suspensión del ensayo.
El diagrama obtenido en un ensayo de co
mpresión presenta para los aceros, al
igual que el de tracción un periodo
elástico y otro plástico.
En los gráficos de metales sometidos a
compresión, que indica la figura siguiente
obtenidas sobre probetas cilíndricas de una
altura doble con respecto al diámetro, se verifica
lo expuesto anteriormente, siendo además
posible deducir que los materiales frágiles
(fundición) rompen prácticamente sin
deformarse, y los dúctiles, en estos materiales el
ensayo carece de importancia, ya que se
deforman continuamente hasta la suspensión de
la aplicación de la carga, siendo posible
determinar únicamente, a los efectos
comparativos, la tensión al
limite de proporcionalidad.
Probetas para compresión de metales
En los ensayos de compresión, la forma de
la probeta tiene gran
influencia, por lo
que todos ellos son de dimensiones normalizadas.
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El rozamiento con los platos de la m
aquina hace aparecer, como dijimos, un estado
de tensión compuesta que aumenta la resist
encia del material,
la influencia de
estas tensiones va disminuyendo hacia la
sección media de la pr
obeta, razón por la
cual se obtiene mejores condiciones
de compresión simple cuando están se
presenta con forma prismáticas o cilíndricas
de mayores alturas, las que se limitan,
para evitar el efecto del flexionam
iento lateral debido al pandeo.
Determinaciones a efectuar en
un ensayo de compresión
En general es posible efectuar las mism
as determinaciones que en el ensayo de
tracción.
Resistencia estática ala compresión:
Tensión al límite proporcional:
Tensión al límite
de aplastamiento:
Acortamiento de rotura.
Ensanchamiento transversal
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Los siguientes diagramas son los correspondi
entes a los ensayos realizados en el
SAE 1015 y el SAE 1045.
Flexión
El esfuerzo de flexión puro o simple se
obtiene cuando se aplican sobre un cuerpo
pares de fuerza perpendiculares a su
eje longitudinal, de
modo que provoquen el
giro de las secciones transversales con respecto a los inmediatos.
Sin embargo y por comodidad par
a realizar el ensayo de los distintos materiales
bajo la acción de este esfuerzo se
emplea generalment
e a las mismas
comportándose como vigas simplemente
apoyadas, con la carga concentrada en
un punto medio (flexión practica u ordinaria).
En estas condiciones además de producirse
el momento de flexión requerido, se
superpone a un esfuerzo cortante,
cuya influencia en el cálculo de la resistencia del
material varia con la distancia entre apoyos, debido a que mientras los momentos
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flectores aumentan o disminuyen con esta,
los esfuerzos cortantes se mantienen
constantes, como puede comprobarse fácilm
ente en la figura, por lo que será tanto
menor su influencia cuanto mayor sea la luz entre apoyos.
Es por esta razón que la distancia entre los soportes de la probeta se han
normalizado convenientemente en función de la
altura o diámetro de la misma,
pudiendo aceptar entonces que la acci
ón del esfuerzo de corte resulta
prácticamente despreciable. Para ensayos
más precisos la aplicación de la carga
se hace por intermedio de dos fuerzas c
on lo que se logra “flexión pura”.
El siguiente es el diagrama de los dos ens
ayos de flexión, como vemos en el, el
acero SAE 1045 presenta el límite a defo
rmaciones elásticas a una carga mayor y
también al suspender el ensayo se nota cl
aramente que a igual deformación, o sea
flecha, la carga es más elevada que el del SAE 1015.
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Probeta sometida a flexión
P
robetas SAE 1015 y 1045 al
suspender el ensayo
Corte
El ensayo de corte tiene poca aplicación
práctica, pues no permite deducir de él
algunas de las características mecáni
cas de importancia del material que se
ensaya; es por ello que rara vez lo solicitan las especificaciones.
El esfuerzo de corte no puede ser obtenido
prácticamente como un esfuerzo puro
o simple, pues va generalmente acompañado por
otro de flexión, cuyo valor variará
según el procedimiento a seguir pues es i
ndudable que si se considera una sola
cuchilla su importancia decrecerá,
aunque también en este caso tendrá una
pequeña influencia en el valor ob
tenido la dureza del filo y la penetración en cuña
del mismo.
Sin embargo prácticamente se ca
lcula el esfuerzo de corte
como si se tratara de un
esfuerzo simple.
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El dispositivo utilizado es el del dibujo, dado que la
pieza cortante va haciendo el
corte de la probeta en
dos secciones por lo que la tensión de corte es:
Dispositivo de ensayo de corte (Maquina
Baldwin –
Laboratorio EET 466 -Rosario -
Santa Fe)
Probetas ensayadas a Corte
Choque o Impacto
En elementos sometidos a efectos exteri
ores instantáneos o variaciones bruscas
de las cargas, las que pueden
aparecer circunstancialmen
te, su falla se produce
generalmente, al no aceptar deformaciones
plásticas o por
fragilidad, aun en
aquellos metales considerados como dúct
iles. En estos casos es conveniente
analizar el comportamiento del material
en experiencias de choque o impacto.
El ensayo de tracción estático nos da va
lores correctos de la ductilidad de un
metal, no resulta preciso para determinar
su grado de tenacidad o fragilidad, en
condiciones variables de trabajo.
Los ensayos de choque determinan, pues, la
fragilidad o capacidad de un material
de absorber cargas instantáneas,
por el trabajo necesario para
introducir la fractura
de la probeta de un
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