Curso:Resistencia de Materiales

Profesor:Yosheff Ortiz

Tema:Tracción

Integrantes: Aguilar Soncco Katherine Barrios Paredes Luis Carpio Sarayasi Benjamin Chambi Capia Eduardo Chicche Parisaca Lizeth Gutierrez Lujano Alexander Jimenez Cornejo Stephani Quispe Gutierrez Mario Vargas Castillo Katherine

Año:

2015

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TRACCIÓN

En el cálculo de estructuras e ingeniería se denomina tracción al esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.

Lógicamente, se considera que las tensiones que tiene cualquier sección perpendicular a dichas fuerzas son normales a esa sección, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que intentan alargar el cuerpo.

El comportamiento de los materialesque se ven sometidos a tracción en los diversos procesos mecánicos especialmente de interés tienen los que se utilizan en obras de arquitectura o de ingeniería, por el contrario, las barras de acero soportan bien grandes esfuerzos a tracción y se considera uno de los materiales idóneos para ello. El acero en barras corrugadas se emplea en conjunción con el hormigón para evitar su fisuración, aportando resistencia a tracción, dando lugar al hormigón armado.

Una barra está solicitada a tracción ó compresión cuando en sus secciones transversales actúa únicamente la fuerza normal N, en la dirección del eje normal Z.Si la fuerza normal N está dirigida en el sentido positivo del eje normal X estamos en un caso de tracción.Si la fuerza normal N está dirigida en el sentido negativo del eje normal X estamos en un caso de compresión.

El ensayo de tracción es uno de los más importantes para determinar las propiedades mecánicas de los materiales.

El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilíndrica o prismática de dimensiones normalizadas (estándar) a un esfuerzo de tracción continuo (tendencia a estirar el material). Esta pieza se llama probeta.

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Consideremos una probeta de longitud Lo y una sección Ao sometida a una fuerza F normal de tracción (perpendicular a la sección de la probeta). Se define esfuerzo o tensión (σ) como la fuerza aplicada a la probeta por unidad de sección transversal Ao.

Sus unidades en el Sistema Internacional son N/ cm2

Supongamos que durante el ensayo la varilla se alargó una longitud “L”

Siendo:

L= longitud final de la probeta

Lo= longitud inicial de la probeta

Definimos deformación o alargamiento unitario (ε) de la probeta como el cociente entre el cambio de longitud o alargamiento experimentado y su longitud inicial.

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No tiene unidades, porque es adimensional

A veces se utiliza el porcentaje de alargamiento.

ANÁLISIS DE UN DIAGRAMA DE DEFORMACIÓN

Supongamos una probeta sometida a tracción cuyos resultados se representan en una gráfica. En abscisas la elongación o alargamiento (ΔL) y en ordenadas la fuerza aplicada (F) que provoca la deformación.

Cada material tiene una gráfica distinta porque su comportamiento es distinto.

Un material presenta dos zonas en cuanto a su comportamiento y ante un esfuerzode tracción:

Zona elástica, donde los alargamientos   son proporcionales a las fuerzas aplicadas

zona plástica, donde pequeñas variaciones de fuerza producen alargamientos más pronunciados.

A efectos prácticos, se suele representar la tensión   aplicada al material frente al alargamiento relativo  .

Esta información es útil, pero no es práctica y se utilizan otras magnitudes

En abscisas, la deformación es:

En ordenadas, la tensión o esfuerzo:

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GRAFICA 1

1. Zona elástica (OE):En esta zona, el material recupera su longitud inicial   cuando cesa la tensión

a la que se somete.

En la zona elástica (OE) hay, a su vez, dos zonas:

1.1. La zona de proporcionalidad OP:es una zona lineal, en la que las

tensiones aplicadas son proporcionales a las deformaciones obtenidas,

como el alargamiento unitario .

La constante se representa por la letra y se llama módulo de

elasticidad longitudinal o módulo de Young. En el sistema internacional,

sus unidades son N/m 2

1.2.La zona no proporcional PE: es una zona no lineal. Aunque el material

sigue siendo elástico, no hay una relación directa entre la deformación y la

tensión. No es una zona aconsejable cuando se trabaja con materiales que

se necesite conocer su elasticidad porque el material es menos

controlable.

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2. La zona plástica(ES) En esta zona, al cesar la tensión sometida, el material ya

no recupera su longitud inicial . Las deformaciones son permanentes.

2.1.La zona de límite de rotura (ER), donde a pequeñas tensiones se

producen alargamientos relativos muy pronunciados. Alcanzado el punto R

(límite de rotura), el material se considera roto aunque no se haya

producido la rotura visual. La tensión a la que se produce esto es la tensión

de rotura

2.2.La zona de rotura (RS). Aunque la tensión de rotura se mantenga o baje ligeramente, el material sigue alargándose progresivamente hasta que se produce la factura visual en S.

Algunos materiales presentan un diagrama levemente distinto. Por ejemplo, los aceros. En ellos, en una zona por encima del límite elástico, se presenta una zona en la que se produce un alargamiento muy rápido e intenso sin apenas aumentar la tensión aplicada.

El fenómeno se denomina fluencia (el material parece que fluye sin razón

aparente). El límite en el que aparece es el límite de fluencia y a la tensión que

aparece es latensión de fluencia.

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Una vez definida la curva de tracción, veamos algunas definiciones

A. Límite de elasticidad o límite elástico (σE): La tensión a partir de la cual las deformaciones dejan de ser reversibles, es decir, la probeta no recuperará su forma inicial.

B. Límite de rotura o tensión de rotura (σR): Máximo valor de la tensión observable en un diagrama tensión-deformación. Esta es la máxima tensión que soporta la probeta.

C. Módulo de Young (E): Constante que representa la relación entre la tensión y la deformación en la zona proporcional. También se le llama módulo de elasticidad.

D. Límite de proporcionalidad (σP): La tensión a partir de la cual deja de cumplirse la relación proporcional entre tensión y deformación y, por lo tanto, se deja de cumplir la ley de Hooke.

E. Límite de fluencia (σF): valor de la tensión que soporta la probeta en el momento de producirse el fenómeno de la fluencia

F. Estricción: es la reducción de la sección que se produce en la zona de la rotura

Curvas para un material dúctil y de poca resistencia y otro de alta resistencia, pero frágil:

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La tensión máxima es en este caso menor, luego tiene menor resistencia. El alargamiento en este caso es mucho mayor que en el segundo, luego es mas dúctil

Material más resistente y más frágil.

Tensión máxima de trabajo:

Es el límite de carga al que podemos someter una pieza o elemento simple de una estructura. Se representa por (σt), hasta que la tensión no alcanza (σt) podemos asegurar

a) Que el elemento no padecerá deformaciones plásticas b) Que cumplirá la ley de Hooke c) Que ofrecerá un margen de seguridad ante la posibilidad de que aparezcan

fuerzas imprevistas.

La ley de Hooke

Se aplica en ensayos de tracción y con carácter general se enuncia así:

“Las deformaciones producidas en un elemento resistente son proporcionales a las fuerzas que lo producen”.

La fuerza es de traccion (F) y la deformación

La constante se representa por

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Unidades:

F= En el sistema internacional Newton (N),

ΔL= En el sistema internacional Metros (m), también se elige cm o mm

K en el Sistema Internacional N/m.

En realidad se emplea el diagrama σ – ε

Siendo E el módulo de Young o módulo elástico, que representa la pendiente de la recta σ – ε

E: Unidades N/cm2

σ: Unidades N/cm2

ε: no tiene unidades (adimensional)

Por ello, redefinimos la ley de Hooke Los alargamientos unitarios (deformaciones) (ε)son proporcionales a la tensión que los producen (σ), siendo la constante de proporcionalidad el módulo elástico (E)

TIPOS DE MATERIALES

o Materiales termoplásticos rígidos y semirígidos para moldeo y extrusión, incluidas las composiciones cargadas y reforzadas, además de los tipos no cargados; hojas y películas de termoplásticos rígidos y semirígidos

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o Materiales termoendurecibles rígidos y semirígidos para moldeo, incluidas las composiciones cargadas y reforzadas; hojas termoendurecibles rígidas y semirígidas, incluidos los estratificados

o Materiales compuestos termoplásticos y termoendurecibles reforzados con fibras, que llevan refuerzos unidireccionales y multidireccionales, tales como fieltros, tejidos, bobinados, hilos de base cortados, combinación de refuerzos e híbridos, bobinados y fibras molidas; hojas fabricadas a partir de materiales preimpregnados ("prepregs")

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CUESTIONARIO1. ¿Quéestracción?

El esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.

2. ¿Cómo afecta la tracción a los materiales?Un material sometido a una tensión (fuerza) produce una deformación del mismo. Si al cesar la fuerza el material vuelve a sus dimensiones primitivas, diremos que ha experimentado una deformación elástica. Si la deformación es tal que no recupera por completo sus medidas originales es una deformación plástica.

3. ¿Cuál es la fórmula de la tracción?

4. ¿Efectos de la tracción en los materiales?Estiramiento, deformaciones y rupturas.

5. ¿Cuál es la ley de Hooke?Las deformaciones producidas en un elemento resistente son proporcionales a las fuerzas que lo producen

6. ¿Cómo es el comportamiento de las barras de acero en las estructuras?Soportan grandes fuerzas axiales y coaxiales gracias a sus propiedades férricas

7. ¿Cuál es la resistencia a la tracción?La resistencia característica de muchos materiales, como el acero o la madera, se utiliza el valor de la tensión de fallo, o agotamiento por tracción.

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