Familiarizar al estudiante de mecánica del solido con las pruebas destructivas de tensión más comunes

1. Resumen
2. Marco Teórico
4. Datos y Resultados
5. Análisis de Resultados
6. Conclusiones
7. Recomendaciones
8. Bibliografía
9. Apéndices

Resumen

En las pruebas mecánicas de tensión, se utiliza una muestra de cierto material llamada: probeta, la cual está hecha con las características que rige la Norma de la ASTM; gracias a una maquina que ejerce fuerza axial sobre la probeta, se logra que esta se deforme (ya sea plástica o elásticamente).

Las elongaciones son uno de los parámetros más importantes en esta prueba, ya que con esa información, podemos verificar ecuaciones como: la Ley de Hooke.

Cada material actúa diferente al aplicársele fuerzas axiales en tensión, ya que la composición de los materiales (de los granos) son muy particulares. Los ingenieros se basan en la información de cada material para hacer sus diseños, datos como: esfuerzo último, esfuerzo de fluencia, modulo de elasticidad, etc.

Las pruebas de tensión, son muy importantes para la industria metalúrgica, ya que cuando se va a construir cierta edificación, se exigen estas pruebas para no correr riesgos en que los materiales tengan una composición que difiera a la que se necesitaba en la obra, solo haciendo pruebas a los materiales se puede corroborar que cumple con las características deseables para el diseño que se hizo.

Objetivos

• Familiarizar al estudiante de mecánica del solido con las pruebas destructivas de tensión más comunes.

• Proporcionar al estudiante una experiencia práctica con los fenómenos de deformación y fallo de los materiales.

• Determinar aspectos importantes de la resistencia y alargamiento de materiales, que pueden servir para el control de calidad, las especificaciones de los materiales y el cálculo de piezas sometidas a esfuerzos.

Marco Teórico

El ensayo de tensión tiene por objetivo definir la resistencia elástica, resistencia última y plasticidad del material cuando se le somete a fuerzas axiales.

Se requiere una maquina, capaz de:

a) Alcanzar la fuerza suficiente para producir la fractura de la probeta.

b) Controlar la velocidad de aumento de fuerzas.

Se registraron las fuerzas aplicadas y los alargamientos, ?L, en la probeta .

La probeta a ensayar se sujeta por sus extremos al cabezal móvil de la máquina de ensayos y a la mordaza inferior. Las mordazas se deben mantener firmes a la muestra durante el ensayo, mientras se aplica la carga, impidiendo el deslizamiento. La rotura debe ocurrir dentro de la longitud de la parte central de la probeta, ya que ahí el área es menor que en los extremos.

A partir de las dimensiones iniciales de la probeta, se transforman la fuerza en tensión y el alargamiento en deformación, que nos permite caracterizar las propiedades mecánicas que se derivan de este ensayo.

Figura 1. Sentido de aplicación de las fuerzas, en la prueba de tensión

Según las características de esta práctica de laboratorio, las ecuaciones que sirven para hacer análisis son:

Esfuerzo:

P: es una fuerza axial

A : es el área transversal en la que se aplica la fuerza

%A: es el porcentaje de alargamiento

%L: es el porcentaje de reducción de área

es la deformación unitaria

Ao: área de sección transversal antes de la prueba

A: área de sección transversal después de la prueba

L: longitud después de la falla

Lo: longitud antes de la falla

Otras características importantes a analizar son:

a) Límite elástico (sy): Es la máxima tensión que el material es capaz de mantener sin desviación de la ley de Hooke.

b) Esfuerzo máximo (smax): Tensión máxima de tracción que ha soportado la probeta durante el ensayo.

c) Esfuerzo último (o de rotura) (sR): Tensión de tracción soportada por la probeta en el momento de su falla.

d) Modulo de elasticidad: Es la relación entre la tensión realizada y la deformación adquirida en el tramo lineal de la curva tensión-deformación (región elástica).