Práctica 3: Ensayo de

tracción CIENCIA DE MATERIALES

RODRIGO CID LOPEZ

28/11/2012

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Consiste: Someter una probeta de forma y dimensiones determinadas a un esfuerzo de tracción en la dirección del eje hasta la fractura. Las probetas tienen que tener una forma y tamaño indicado: Se hacen dos marcas entre las que se mide la longitud calibrada L0. La probeta normalizada en España tiene un diámetro de 13.82 mm y 150 mm2 de superficie. Entre las probetas comparables deberá existir la misma K=L/√S Para poder colocarlas en la maquina universal de ensayos:

En nuestro caso: La probeta de chapa mide: L= 100 mm, b= 20 mm, e= 2 mm. La probeta cilíndrica mide: Ø= 10 mm, L= 100 mm.

Medidas de probeta de chapa.

Las medidas de la probeta cilíndrica es muy similar, solo cambia la b: por el diámetro.

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Después de tener L0, lo dividimos en 10 partes iguales, de esta manera podemos descifrar en que parte se ha fracturado la probeta, y ver cuánto se ha reducido la sección, y con las graficas que obtenemos de la maquina universal de tracción hacer todas las cuentas.

Pieza agarrada con el acople para ensayo de tracción.

Probeta de chapa marcada con las diez ranuras de L0 después del ensayo de tracción.

Probeta cilíndrica marcada con las diez ranuras de L0 después del ensayo de tracción.

Después del ensayo, obtuvimos los siguientes datos: Fuerza máxima realizada en el ensayo de la chapa: 900 Kpondios. Fuerza máxima realizada en el ensayo de la probeta cilíndrica: 3300 Kpondios.

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Cálculos:

1. Probeta plana: • Para calcular la zona que se omite de cada lado de la probeta, porque es para que el soporte

pueda sujetarla, es de la siguiente manera:

Zona a eliminar = � ��

�= ��� ��

�= 10 mm Contando que se ha medido L= 100 mm y L0=

80 mm, que lo obtenemos de las tablas (p.24 tabla 4).

• Estricción de alargamiento: A% es la estricción que sufren las probetas cuando superan el

límite elástico y se alargan: �% =�������∙�´�����∙�´´� �

�∙ 100 = !

��∙ 100 = 11.25%.

Donde dxy= 43 mm , %´ = %´´ = & '

�= 2 que es el numero de divisiones que queda en y

sabiendo que n= 6, y N= 10, que es el numero de divisiones en las que dividimos inicialmente la probeta, luego dyz= 23. Esto, porque la rotura de la probeta no fue en el medio.

• Tensión de estrés: Ts es la tensión por fatiga a la que ha sido sometida la probeta: Ts =*+,-

.�= !��

��∙�= 22.5 kpa, sabiendo la que la Fmax es la fuerza medida por la máquina de ensayo.

• Límite elástico: Lm es el límite en el que él los materiales dejan de tener un comportamiento

elástico y comienzan a tener un comportamiento plástico, este dato nos lo da la lectura directa de la máquina de ensayo, pero este está escalado ya que es una maquina analógica, el resultado directo del papel cuadriculado es de 21 cuadrados, como sabemos que el punto máximo de fuerza es de 900 Kp, y contando cuadrados sale que hay 23, se puede hacer una regla de tres

para hallar el valor del punto B (o límite elástico): 12 = 345�∙678�9:;

678�9<45�= !��∙��

�== 821.73 AB.

• Modulo Elástico: E, es el modulo con el cual podemos calcular otras medidas que necesitemos

mediante el modulo elástico. E =D,EF,EG�F�

=H∙IJ.EIK∙�.EHK�∙KH�

= 1739.11 Kp, donde La1 la obtenemos de la

distancia de A1 hasta donde se rompe la pieza, donde hay de distancia 50 cuadrados en la hoja,

por lo tanto: LO� = !

P�= 0.18.

• Fuerza que hay en el punto F de la grafica: Ff, es la misma regla de tres que la que se ha hecho

con el punto del límite elástico. QR = !��∙��

�== 821.73 AB.

Impreso obtenido de los dos ensayos de tracción en la maquina universal de ensayos.

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2. Probeta cilíndrica: • Para calcular la zona que se omite de cada lado de la probeta, porque es para que el soporte

pueda sujetarla, es de la siguiente manera:

Zona a eliminar = � ��

�= ��� S�.=�

�= 13 mm Contando que se ha medido L= 100 mm y

L0= 72.32 mm, que lo obtenemos de las tablas (p.25).

• Estricción Cilíndrica: Z% es la estricción que sufren las dos puntas donde se rompe la probeta

cilíndrica después de la deformación plástica: Z% = .� .T

.�∙ 100 = U∙PK U∙V.=K

U∙PK ∙ 100 =

26.04% . Donde 5 es el radio inicial y 4.3 es el medido después de la prueba.

• Estricción de alargamiento: A% es la estricción que sufren las probetas cuando superan el

límite elástico y se alargan: �% =�������∙�´�����∙�´´� �

�∙ 100 = S.=V

S�.=�∙ 100 = 10%.

Donde dxy= 1.7 mm , %´ = & ' �

�= 4 que es el numero de divisiones que queda en y sabiendo

que n= 1, y N= 10, que es el numero de divisiones en las que dividimos inicialmente la

probeta, %´´ = & '��

�= 5, luego dyz´= 34.72 y dyz´´= 43.24. Esto, porque la rotura de la probeta

no fue en el medio.

• Tensión de estrés: Ts es la tensión por fatiga a la que ha sido sometida la probeta: Ts =*+,-

.�= ==��

U∙PK = 42 kpa, sabiendo la que la Fmax es la fuerza medida por la máquina de ensayo.

• Límite elástico: Lm es el límite en el que él los materiales dejan de tener un comportamiento

elástico y comienzan a tener un comportamiento plástico, este dato nos lo da la lectura directa de la máquina de ensayo, pero este está escalado ya que es una maquina analógica, el resultado directo del papel cuadriculado es de 27 cuadrados, como sabemos que el punto máximo de fuerza es de 3300 Kp, y contando cuadrados sale que hay 39, se puede hacer una regla de tres

para hallar el valor del punto B (o límite elástico): 12 = 345�∙678�9:;

678�9<45�= ==��∙�S

=!= 2284.61 AB.

• Modulo Elástico: E, es el modulo con el cual podemos calcular otras medidas que necesitemos

mediante el modulo elástico. E =D,EF,EG�F�

=E�∙HY.Z

K∙�.EYZH[∙\K

]K.IK

= 2653.27 Kp, donde La1 la obtenemos de la

distancia de A1 hasta donde se rompe la pieza, donde hay de distancia 50 cuadrados en la hoja,

por lo tanto: LO� = S.=�

P�= 0.1462.

• Fuerza que hay en el punto F de la grafica: Ff, es la misma regla de tres que la que se ha hecho

con el punto del límite elástico. QR = ==��∙=^

=!= 3046.1 AB.

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3. Prueba con máquina de ensayos moderna:

Maquina universal de ensayos informatizada.

• La estricción de alargamiento A%, se calculara mediante los datos que hemos obtenido de la

maquina, la cual da como dato la deformación máxima 17.719 mm, sabiendo que es una chapa

y su L0 tiene que ser por norma 80 mm, podemos calcular su A%: �% = �45� �

�∙ 100 =

�V.S�!

��∙ 100 = 18.48%.

• La carga de rotura Rt nos la da la maquina en toneladas por metro, y obtenemos el siguiente

valor: 1.826 t/m, que son 1826 Kp.

• El límite elástico también nos lo da la maquina (Carga elástica) en toneladas por metro y obtenemos lo siguiente: 1.537 t/m, que son 1537 Kp.

Hoja impresa con la maquina universal de ensayo informatizada.