Informe Traccion.docx

Ensayo de tracción en acero y aluminio Karen Alfonso, Shally Varón y Mariana Betancourt Pregrado en Ingeniería Civil, Universidad de La Salle Bogotá D.C., Colombia

Abstract- En este laboratorio se busca obtener las propiedades de 2 materiales (aluminio y acero), usando los datos obtenidos en un ensayo de tracción, las propiedades a medir serán el límite de fluencia, el esfuerzo máximo, deformación máxima a la ruptura, tenacidad, deformación unitaria y ductilidad, para realizar tales mediciones se analizarán las curvas de esfuerzo vs deformación, formadas con los datos obtenidos del ensayo……. I.

INTRODUCCIÓN

En la naturaleza, se pueden identificar gran cantidad de elementos que tanto en su estado natural o compuesto, poseen distintas cantidades de propiedades que los hacen útiles en el uso de diferentes campos de estudio, tanto farmacéutico, construcción, alimentos entre otros. Para esta experiencia se realizó un ensayo de tracción con nueve barras prismáticas de sección circular (unas de acero y otras de aluminio), en este laboratorio se sometió cada una estas probetas a una carga que aumenta de forma gradual hasta que se llega al punto de ruptura de la probeta, pasando por 4 zonas distintas (deformación elástica, fluencia, deformación plástica y estricción) tales comportamientos se notaran en los gráficos de Esfuerzo vs Deformación. II.

JUSTIFICACIÓN

Se propuso analizar dos tipos de materiales (aluminio y acero), que son muy comunes a la hora de realizar obras civiles, con el fin de observar cómo se comportan frente a un ensayo de tracción que busca encontrar el esfuerzo al que se somete el material relacionado a dos

fuerzas opuestas que tienden a alargarlo hasta el punto rotura, con la finalidad de diferenciar cómo se comportan a una menor escala y posteriormente ser utilizados en obra. III.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Determinar las propiedades mecánicas de ciertos materiales cuando son sometidos a esfuerzos axiales de tensión. OBJETIVOS ESPECIFICOS

-Someter las muestras a esfuerzos de tracción mediante aplicación de una carga axial. -Llevar las muestras hasta el punto de fractura. -Realizar la gráfica de esfuerzodeformación de los materiales utilizados para así clasificarlos. Hoja tamaño carta. Márgenes: 1) Superior, 19 mm 2) Inferior, 25.4 mm 3) Izquierdo – Derecho, 17.3 mm

IV.

MARCO TEORICO Las probetas metálicas son aquellas piezas de forma particular y estipulada para la realización de ensayos mecánicos, generalmente sometidas en una maquina universal, presa hidráulica o cualquier tipo de artefacto que genere cargas. Los esfuerzos axiales se producen cuando hay cargas que actúan perpendicularmente al área transversal de un elemento unidimensional y es paralela a su eje. El esfuerzo axial es la fracción entre la carga axial y el área transversal obteniendo la siguiente formula: σ = p/A donde σ es el esfuerzo, p la carga y A el área transversal. Por su parte, la deformación es la fracción entre el alargamiento u acortamiento del elemento y su longitud inicial. � = 𝐿� − �0 / �0 Donde � es la deformación, �0 es la longitud inicial del elemento y lf es la longitud final de este. Prensa hidráulica es la maquina utilizada para la tracción de las probetas en este ensayo, generan una carga que llega hasta el punto de producir la ruptura de las piezas mostrando en un sistema computarizado el comportamiento final.

Imagen1.Curva deformación

esfuerzo-

Curva esfuerzo-deformación es un diagrama el cual describe gráficamente el comportamiento de un material específico al estar sometido a cargas axiales de tensión o tracción. Modulo se elasticidad La porción inicial lineal de la gráfica esfuerzo deformación mostrada en la figura 6, representa lo que se llama el Módulo de Elasticidad E, de los materiales. Este se calcula según la ley de Hooke, mediante la fórmula: � = �/� La ductilidad es el grado de deformación que puede soportar un material sin romperse. Se mide por la relación entre la longitud inicial u original de la probeta entre marcas calibradas previamente y después del ensayo. V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Primero se procedió a enumerar cada una de las barras a las cuales se les iba a practicar el ensayo de tracción, además de también tomarles sus respectivas medidas de las dimensiones de las mismas tales como, longitudes y diámetros, usando el calibrador. Luego de esto se instala la probeta en la máquina universal usando las abrazaderas en los extremos evitando deslizamientos, la probeta se colocó

de forma completamente vertical, garantizando la aplicación de una carga uniaxial de tensión. Luego con la maquina universal se le van aplicando incrementos mínimos de cargas y/o deformaciones para medir la respectiva respuesta de la probeta, hasta que la barra falle. EQUIPOS

-Máquina universal cuyas especificaciones permitan realizar ensayos de tracción uniaxial de carga controlada o deformación controlada. Dispositivos de medición automatizados y acoplados a la máquina de carga para registro de deformaciones de las probetas sometidas a tensión. -Abrazaderas de transmisión de carga para garantizar la distribución de cargas axiales en las probetas de ensayo. -Calibrador para medición de las probetas -Barras (acero o aluminio) prismáticas de sección circular, rectangular o barras planas. VI.

RESULTADOS

Figura 1. Grafica esfuerzo vs deformación corrugado 1

Figura 2. Grafica esfuerzo vs deformación corrugado 2.

Figura 6. Grafica esfuerzo vs deformación liso 1. Figura 3. Grafica esfuerzo vs deformación corrugado 3

Figura 7. Grafica esfuerzo vs deformación liso 2.

Figura 4. Grafica esfuerzo vs deformación corrugado 4

Figura 8. Grafica esfuerzo vs deformación aluminio 1. Figura 5. Grafica esfuerzo vs deformación corrugado 5.

Figura 9. Grafica esfuerzo vs deformación aluminio 2.

VII.

DISCUSION DE RESULTADOS

En las tablas mostradas en los resultados, aparecen las propiedades halladas mediante las ecuaciones que aparecen en el marco teórico y usando los datos del material obtenidos en el ensayo. El módulo de elasticidad es una constante elástica, hallada en la zona en que las deformaciones se reparten a lo largo de la probeta, de tal manera que si se retirase la carga la probeta recuperaría su forma inicial, en las figuras obtenidas en este ensayo corresponde a la parte de la gráfica que tiene un comportamiento más o menos lineal, es decir, antes del límite de proporcionalidad, siendo esta la máxima tensión aplicable sin que se produzcan deformaciones permanentes. La fluencia es el punto en que el material cede a una deformación permanente. En la grafica se puede identificar como una línea paralela a la parte de la grafica donde el esfuerzo vs deformación tiene un comportamiento lineal y que se intercepte con el eje x, teóricamente esta línea suele en los metales tener un desplazamiento de 0.2 %. La resiliencia representa medida de la capacidad de un material de absorber energía elástica antes de la deformación plástica. En las gráficas se puede identificar como el área bajo la curva que se forma con la parte de la gráfica que presenta un comportamiento lineal antes del límite de fluencia (un triángulo). También se encuentran los valores de porcentaje de alargamiento y reducción

de área, que dan cuenta de la ductilidad del material, es decir, las deformaciones que presentaron las barras antes de llegar al punto de fractura. La resistencia a la tracción corresponde a la máxima tensión que puede ser soportada por una estructura a tracción y disminuye hasta llegar a la fractura donde experimenta la resistencia a la rotura, que es la tensión soportada por la probeta en el momento de la rotura. VIII. IX.

CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA

[1]“Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales”.Callister, W.D. Ed. Reverté S.A., Barcelona https://jmcacer.webs.ull.es/CTMat/Practic as%20Laboratorio_archivos/traccion.pdf [2] Pino, A. (2018). ANÁLISIS DE MATERIALES. DIAGRAMAS TENSIÓN DEFORMACIÓN. Retrieved September 9, 2018, from http://encabeceraformacion.blogspot.com/ 2015/09/analisis-de-materialesdiagramas.html [3] Escuela Colombiana de ingeniería. (n.d.). Ensayo de tensión. Medellín. Retrieved from https://www.escuelaing.edu.co/uploads/la boratorios/9026_tension.pdf [4]