____________________________________________________________________________ Laboratorio Prueba De Tensión Néstor Álvarez Montoya Monica Antolinez Jennifer Cuellar Juanita Salazar Michelsen
Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano. Ingeniería De Materiales
introducción los materiales que poseen ya sea un interés tecnológico industrial o mecánico deben ser sometidos a una variedad de ensayos para determinar y conocer sus propiedades para así determinar sus usos en esta práctica fue realizado un ensayo de tensión el cual consistió en someter a una serie de probetas a una fuerza hasta que el material del que estaban compuestas cediera al esfuerzo realizado y se produjeron grietas en esta prueba se midió la resistencia de diferentes plásticos a una fuerza elástica a también se midió como se produce la deformación del material en el tiempo esta práctica fue llevada a cabo en un instrumento llamado máquina universal que es un aparato bastante similar a una prensa que posee placas que son accionadas por tornillos o un sistema hidráulico. la máquina posee dos partes muy importantes una de ellas es la parte superior es aquí donde se realizan las pruebas de tensión en ella también se puede encontrar un reloj para observar la fuerza aplicada a la probeta durante un tiempo la parte inferior de la máquina se encarga de soportar el peso y en ella se encuentran todas ensambladas todas las partes que permiten el éxito de la prueba
imagen 1 máquina universal Resultados ensayo de tracción
Tabla 1. Resultados forro Diámetro inicial Do= 1,1 cm Diámetro final Di=0,586614 pulg Longitud inicial Lo= 165 mm Longitud final Lf= 185 mm
# Dato
Carga (lb)
Longitud (mm)
Esfuerzo (Mpa)
Deformación (mm)
1
0.000
0.000
0.000
0.000
____________________________________________________________________________ 100
0.006
1.351
6.061
2.702
200
0.009
3.019
9.091
6.038
300
0.010
4.686
10.101
9.372
400
0.010
6.354
10.101
12.708
500
0.010
8.022
10.101
16.044
600
0.010
9.689
10.101
19.378
700
0.011
11.358
11.111
22.716
800
0.011
13.025
11.111
26.050
900
0.012
14.692
12.121
29.384
1000
0.012
16.360
12.121
32.720
1100
0.012
18.028
12.121
36.056
1200
0.013
19.697
13.131
39.394
1300
0.013
21.365
13.131
42.730
1400
0.013
23.032
13.131
46.064
1500
0.013
24.698
13.131
49.396
1600
0.014
26.367
14.141
52.734
1700
0.014
28.035
14.141
56.070
1800
0.014
29.703
14.141
59.406
1900
0.015
31.371
15.152
62.742
2000
0.015
33.039
15.152
66.078
2100
0.015
34.706
15.152
69.412
2200
0.015
36.373
15.152
72.746
2300
0.016
38.042
16.162
76.084
2400
0.016
39.710
16.162
79.420
2500
0.016
41.378
16.162
82.756
2600
0.016
43.045
16.162
86.090
2700
0.016
44.712
16.162
89.424
2800
0.017
46.379
17.172
92.758
2900
0.017
48.048
17.172
96.096
3000
0.017
49.717
17.172
99.434
3100
0.017
51.385
17.172
102.770
3200
0.017
53.052
17.172
106.104
3300
0.018
54.720
18.182
109.440
3400
0.018
56.387
18.182
112.774
____________________________________________________________________________ 3500
0.018
58.056
18.182
116.112
3600
0.018
59.724
18.182
119.448
3700
0.019
61.392
19.192
122.784
3800
0.019
63.059
19.192
126.118
3900
0.019
64.726
19.192
129.452
4000
0.020
66.393
20.202
132.786
4100
0.019
68.062
19.192
136.124
4200
0.020
69.730
20.202
139.460
4300
0.020
71.398
20.202
142.796
4400
0.020
73.065
20.202
146.130
4500
0.020
74.732
20.202
149.464
4600
0.021
76.400
21.212
152.800
4700
0.021
78.068
21.212
156.136
4800
0.021
79.737
21.212
159.474
4900
0.021
81.405
21.212
162.810
5000
0.021
83.072
21.212
166.144
5100
0.021
84.740
21.212
169.480
5200
0.021
86.407
21.212
172.814
5300
0.021
88.075
21.212
176.150
5400
0.021
89.744
21.212
179.488
5500
0.022
91.412
22.222
182.824
5600
0.022
93.079
22.222
186.158
5700
0.022
94.746
22.222
189.492
5800
0.022
96.414
22.222
192.828
5900
0.022
98.082
22.222
196.164
6000
0.022
99.750
22.222
199.500
6100
0.023
101.418
23.232
202.836
6200
0.023
103.085
23.232
206.170
6300
0.023
104.753
23.232
209.506
6400
0.023
106.420
23.232
212.840
6500
0.023
108.088
23.232
216.176
6600
0.023
109.757
23.232
219.514
6700
0.023
111.425
23.232
222.850
6800
0.024
113.093
24.242
226.186
____________________________________________________________________________ 6900
0.024
114.758
24.242
229.516
7000
0.024
116.427
24.242
232.854
7100
0.024
118.095
24.242
236.190
7200
0.024
119.763
24.242
239.526
7300
0.025
121.432
25.253
242.864
7400
0.025
123.099
25.253
246.198
7500
0.025
124.766
25.253
249.532
7600
0.025
126.434
25.253
252.868
7700
0.025
128.102
25.253
256.204
7800
0.025
129.770
25.253
259.540
7900
0.025
131.438
25.253
262.876
8000
0.026
133.105
26.263
266.210
8100
0.026
134.772
26.263
269.544
8200
0.026
136.440
26.263
272.880
8300
0.026
138.108
26.263
276.216
8400
0.026
139.777
26.263
279.554
8500
0.026
141.445
26.263
282.890
8600
0.056
143.112
56.566
286.224
8700
0.057
144.778
57.576
289.556
8800
0.057
146.447
57.576
292.894
8900
0.056
148.116
56.566
296.232
9000
0.056
149.784
56.566
299.568
9100
0.056
151.452
56.566
302.904
9200
0.049
153.119
49.495
306.238
9300
0.049
154.786
49.495
309.572
9400
0.015
156.454
15.152
312.908
9500
0.016
158.122
16.162
316.244
9600
0.015
159.790
15.152
319.580
Diagrama Esfuerzo - Deformación
____________________________________________________________________________
Módulo de elasticidad modulo de elastidad
E=
σ (tensión) [P a ε (def ormación)
ó psi ]
ε=
l −lo lo
σ=
f uerza área de la sección transversal
σ=
2,67 *10−4 lbf 7,283 pulg−6,496 pulg 6,496 pulg
E=
0,479733 0,1211
F espesor*Ao (diametro)
= 0, 479733lbf /pulg 2
(0,003543*0,157087) pulg 2
ε=
=
= 0, 1211
= 3, 96146 psi
Porcentaje de elongación 0,1211*100%=12,11% Porcentaje de la reducción de área Ao −Af
% reducción de área = = (1 −
(0,153543 pulg) 2 (0,423071 pulg) 2
Ao
* 100% = (1 −
Af Ao
)(100%)
) = (1 − 0, 1317) * (100%) = 86%
Tabla 2. Resultados acetato Diámetro inicial Do=1,1 cm Diámetro final Di= 4 mm Longitud inicial Lo= 165mm Longitud final Lf= 170,188 mm
# Dato
Carga (lb)
Longitud (mm)
Esfuerzo (Mpa)
Deformación (mm)
1
-0.001
0.000
-0.481
0.000
10
-0.001
-0.006
-0.481
-0.012
20
0.001
0.015
0.481
0.030
____________________________________________________________________________ 30
0.003
0.099
1.442
0.198
40
0.006
0.182
2.885
0.364
50
0.007
0.266
3.365
0.532
60
0.009
0.350
4.327
0.700
70
0.011
0.433
5.288
0.866
80
0.012
0.517
5.769
1.034
90
0.013
0.601
6.250
1.202
100
0.014
0.684
6.731
1.368
110
0.015
0.768
7.212
1.536
120
0.016
0.850
7.692
1.700
130
0.016
0.935
7.692
1.870
140
0.016
1.019
7.692
2.038
150
0.016
1.101
7.692
2.202
160
0.016
1.185
7.692
2.370
170
0.015
1.269
7.212
2.538
180
0.015
1.351
7.212
2.702
190
0.015
1.435
7.212
2.870
200
0.014
1.518
6.731
3.036
210
0.014
1.602
6.731
3.204
220
0.013
1.686
6.250
3.372
230
0.012
1.769
5.769
3.538
240
0.012
1.852
5.769
3.704
250
0.012
1.935
5.769
3.870
260
0.011
2.019
5.288
4.038
270
0.011
2.103
5.288
4.206
280
0.010
2.185
4.808
4.370
290
0.009
2.269
4.327
4.538
300
0.008
2.352
3.846
4.704
310
0.007
2.436
3.365
4.872
320
0.006
2.520
2.885
5.040
330
0.005
2.603
2.404
5.206
340
0.005
2.687
2.404
5.374
350
0.004
2.769
1.923
5.538
360
0.003
2.853
1.442
5.706
____________________________________________________________________________ 370
0.002
2.937
0.962
5.874
380
0.002
3.020
0.962
6.040
390
0.001
3.103
0.481
6.206
400
0.000
3.186
0.000
6.372
410
0.000
3.271
0.000
6.542
420
-0.001
3.354
-0.481
6.708
430
-0.001
3.437
-0.481
6.874
440
-0.002
3.521
-0.962
7.042
450
-0.002
3.603
-0.962
7.206
460
-0.002
3.687
-0.962
7.374
470
-0.002
3.771
-0.962
7.542
480
-0.003
3.853
-1.442
7.706
490
-0.003
3.937
-1.442
7.874
500
-0.004
4.020
-1.923
8.040
510
-0.004
4.104
-1.923
8.208
520
-0.005
4.188
-2.404
8.376
530
-0.006
4.271
-2.885
8.542
540
-0.007
4.355
-3.365
8.710
550
-0.008
4.438
-3.846
8.876
560
-0.010
4.521
-4.808
9.042
570
-0.012
4.605
-5.769
9.210
580
-0.014
4.687
-6.731
9.374
590
-0.016
4.771
-7.692
9.542
600
-0.018
4.855
-8.654
9.710
610
-0.020
4.938
-9.615
9.876
620
-0.022
5.022
-10.577
10.044
630
-0.024
5.106
-11.538
10.212
640
-0.026
5.188
-12.500
10.376
Diagrama Esfuerzo - Deformación
____________________________________________________________________________
Módulo de elasticidad
E=
σ (tensión) [P a ε (def ormación)
ó psi ]
ε=
l −lo lo
σ=
f uerza área de la sección transversal
=
F espesor*Ao (diametro)
*En este caso tomamos la misma fuerza que la del forro ya que no había dato alguno en la información enviada por el laboratorio.
σ=
2,67*10−4 lbf (0,006299*0,434071)pulg 2
ε=
6,70 pulg−6,49 pulg 6,49 pulg
E=
0,0976 0,0323
= 0, 0976 lbf /pulg 2
= 0, 0323
= 3, 02167 psi
Porcentaje de elongación 0,0323*100%=3,23%
Porcentaje de la reducción de área
% reducción de área = = (1 −
Ao −Af Ao
(0,15748 pulg) 2 )(100%) (0,4331 pulg) 2
* 100% = (1 −
Af Ao
)(100%)
= (1 − 0, 1322)(100%) = 86, 78%
Tabla 3. Resultados carpeta Diámetro inicial Do=1,1 cm Diámetro final Di= 0,511pulg
____________________________________________________________________________ Longitud inicial Lo=165mm Longitud final Lf=185 mm
# Dato
Carga (lb)
Longitud (mm)
Esfuerzo (Mpa)
Deformación (mm)
1
-0.001
0.000
-0.481
0.000
10
-0.001
-0.006
-0.481
-0.012
20
0.001
0.015
0.481
0.030
300
0.279
9.613
28.383
19.226
400
0.276
12.948
28.077
25.896
500
0.271
16.284
27.569
32.568
600
0.264
19.620
26.857
39.240
700
0.257
22.955
26.144
45.910
800
0.251
26.290
25.534
52.580
900
0.244
29.628
24.822
59.256
1000
0.238
32.962
24.212
65.924
1100
0.231
36.298
23.499
72.596
1200
0.226
39.634
22.991
79.268
1300
0.223
42.968
22.686
85.936
1400
0.222
46.304
22.584
92.608
1500
0.223
49.640
22.686
99.280
1600
0.222
52.975
22.584
105.950
1700
0.222
56.310
22.584
112.620
1800
0.222
59.648
22.584
119.296
1900
0.221
62.982
22.482
125.964
2000
0.221
66.318
22.482
132.636
2100
0.221
69.654
22.482
139.308
2200
0.220
72.988
22.380
145.976
2300
0.220
76.324
22.380
152.648
2400
0.221
79.660
22.482
159.320
2500
0.221
82.995
22.482
165.990
2600
0.221
86.332
22.482
172.664
2700
0.222
89.668
22.584
179.336
2800
0.222
93.002
22.584
186.004
2900
0.222
96.338
22.584
192.676
____________________________________________________________________________ 3000
0.221
99.674
22.482
199.348
3100
0.221
103.008
22.482
206.016
3200
0.221
106.344
22.482
212.688
3300
0.220
109.680
22.380
219.360
3400
0.219
113.015
22.279
226.030
3500
0.219
116.352
22.279
232.704
3600
0.218
119.688
22.177
239.376
3700
0.218
123.022
22.177
246.044
3800
0.217
126.358
22.075
252.716
3900
0.217
129.694
22.075
259.388
4000
0.217
133.029
22.075
266.058
4100
0.217
136.365
22.075
272.730
4200
0.218
139.702
22.177
279.404
4300
0.218
143.035
22.177
286.070
4400
0.219
146.372
22.279
292.744
4500
0.220
149.707
22.380
299.414
4600
0.221
153.042
22.482
306.084
4700
0.221
156.378
22.482
312.756
4800
0.222
159.714
22.584
319.428
4900
0.223
163.049
22.686
326.098
5000
0.224
166.385
22.787
332.770
5100
0.225
169.722
22.889
339.444
5200
0.226
173.055
22.991
346.110
5300
0.227
176.392
23.093
352.784
5400
0.228
179.728
23.194
359.456
5500
0.229
183.063
23.296
366.126
5600
0.230
186.399
23.398
372.798
5700
0.231
189.734
23.499
379.468
5800
0.232
193.069
23.601
386.138
5900
0.233
196.404
23.703
392.808
6000
0.234
199.740
23.805
399.480
6100
0.235
203.075
23.906
406.150
6200
0.235
206.412
23.906
412.824
6300
0.236
209.748
24.008
419.496
____________________________________________________________________________ 6400
0.237
213.082
24.110
426.164
6500
0.238
216.418
24.212
432.836
6600
0.240
219.754
24.415
439.508
6700
0.242
223.088
24.619
446.176
6800
0.243
226.425
24.720
452.850
6900
0.245
229.760
24.924
459.520
7000
0.247
233.095
25.127
466.190
7100
0.249
236.432
25.331
472.864
7200
0.251
239.768
25.534
479.536
7300
0.253
243.102
25.738
486.204
7400
0.254
246.438
25.839
492.876
7500
0.256
249.774
26.043
499.548
7600
0.258
253.108
26.246
506.216
7700
0.259
256.445
26.348
512.890
7800
0.260
259.780
26.450
519.560
7900
0.263
263.115
26.755
526.230
8000
0.264
266.452
26.857
532.904
8100
0.266
269.788
27.060
539.576
8200
0.268
273.121
27.263
546.242
8300
0.269
276.458
27.365
552.916
8400
0.271
279.794
27.569
559.588
8500
0.273
283.129
27.772
566.258
8600
0.274
286.465
27.874
572.930
8700
0.276
289.801
28.077
579.602
8800
0.278
293.135
28.281
586.270
8900
0.279
296.471
28.383
592.942
9000
0.281
299.808
28.586
599.616
9100
0.283
303.141
28.789
606.282
9200
0.284
306.479
28.891
612.958
9300
0.286
309.814
29.095
619.628
9400
0.288
313.149
29.298
626.298
9500
0.289
316.485
29.400
632.970
9600
0.290
319.820
29.502
639.640
9700
0.292
323.155
29.705
646.310
____________________________________________________________________________ 9800
0.293
326.491
29.807
652.982
9900
0.295
329.828
30.010
659.656
10000
0.297
333.161
30.214
666.322
10100
0.299
336.499
30.417
672.998
10200
0.301
339.834
30.621
679.668
10300
0.303
343.169
30.824
686.338
10400
0.304
346.505
30.926
693.010
10500
0.306
349.841
31.129
699.682
10600
0.307
353.175
31.231
706.350
10700
0.309
356.511
31.434
713.022
10800
0.309
359.848
31.434
719.696
10900
0.306
363.181
31.129
726.362
Diagrama Esfuerzo - Deformación
Módulo de elasticidad
E=
σ (tensión) [P a ε (def ormación)
ó psi ]
ε=
l −lo lo
σ=
f uerza área de la sección transversal
σ=
0,001379 lbf (0,004331*0,433071)pulg 2
=
F espesor*Ao (diametro)
= 0, 735219 lb f /pulg 2
____________________________________________________________________________
ε= E=
7,28347−6,49607 6,49607 0,735219 0,1212
= 0, 1212
= 6, 06616 psi
Porcentaje de elongación 1,1212*100%=12,12 Porcentaje de la reducción de área Ao −Af
% reducción de área = = (1 −
3,31949 )(100%) 3,15426
Ao
* 100% = (1 −
Af Ao
)(100%)
= (1 − 1, 05238)(100%) = 105, 23%
Tabla 4. Resultados NN Diámetro inicial Do= 100 mm Diámetro final Di= 2 mm Longitud inicial Lo=166 mm Longitud final Lf=5,7 cm
# Dato
Carga (lb)
Longitud (mm)
Esfuerzo (Mpa)
Deformación (mm)
1
0.000
0.000
0.000
0.000
10
0.032
0.052
0.531
0.104
20
0.235
0.276
3.901
0.552
30
0.482
0.609
8.001
1.218
40
0.373
0.945
6.192
1.890
50
0.265
1.280
4.399
2.560
60
0.235
1.614
3.901
3.228
70
0.222
1.948
3.685
3.896
80
0.214
2.281
3.552
4.562
90
0.209
2.616
3.469
5.232
100
0.205
2.949
3.403
5.898
110
0.201
3.283
3.337
6.566
120
0.198
3.616
3.287
7.232
130
0.196
3.949
3.254
7.898
140
0.194
4.283
3.220
8.566
150
0.193
4.617
3.204
9.234
____________________________________________________________________________ 160
0.192
4.949
3.187
9.898
170
0.191
5.283
3.171
10.566
180
0.190
5.616
3.154
11.232
190
0.190
5.950
3.154
11.900
200
0.189
6.284
3.137
12.568
210
0.189
6.618
3.137
13.236
220
0.189
6.951
3.137
13.902
230
0.189
7.284
3.137
14.568
240
0.189
7.618
3.137
15.236
250
0.189
7.951
3.137
15.902
260
0.189
8.284
3.137
16.568
270
0.189
8.618
3.137
17.236
280
0.190
8.952
3.154
17.904
290
0.190
9.286
3.154
18.572
300
0.191
9.620
3.171
19.240
310
0.191
9.954
3.171
19.908
320
0.191
10.287
3.171
20.574
330
0.192
10.621
3.187
21.242
340
0.192
10.954
3.187
21.908
350
0.194
11.287
3.220
22.574
360
0.194
11.622
3.220
23.244
370
0.195
11.954
3.237
23.908
380
0.196
12.289
3.254
24.578
390
0.197
12.622
3.270
25.244
400
0.198
12.955
3.287
25.910
410
0.199
13.290
3.303
26.580
420
0.200
13.623
3.320
27.246
430
0.201
13.956
3.337
27.912
440
0.202
14.290
3.353
28.580
450
0.203
14.624
3.370
29.248
460
0.205
14.957
3.403
29.914
470
0.206
15.290
3.420
30.580
480
0.207
15.624
3.436
31.248
490
0.208
15.957
3.453
31.914
____________________________________________________________________________ 500
0.209
16.290
3.469
32.580
510
0.211
16.624
3.503
33.248
520
0.212
16.957
3.519
33.914
530
0.214
17.291
3.552
34.582
540
0.215
17.624
3.569
35.248
550
0.217
17.957
3.602
35.914
560
0.218
18.291
3.619
36.582
570
0.219
18.625
3.635
37.250
580
0.221
18.959
3.669
37.918
590
0.222
19.293
3.685
38.586
600
0.224
19.627
3.718
39.254
610
0.225
19.960
3.735
39.920
620
0.227
20.293
3.768
40.586
630
0.228
20.627
3.785
41.254
640
0.228
20.961
3.785
41.922
650
-0.620
21.295
-10.292
42.590
660
-0.620
21.628
-10.292
43.256
670
-0.620
21.962
-10.292
43.924
680
-0.620
22.296
-10.292
44.592
Diagrama Esfuerzo - Deformación
Módulo de elasticidad
E= ε=
σ (tensión) [P a ε (def ormación)
ó psi ]
l −lo lo
Longitud inicial Lo=166 mm Longitud final Lf=5,7 cm
ε=
16,6cm −5,7cm 5,7cm
ε = 1, 9122cm
____________________________________________________________________________
%E = 1, 9122cm * 100 = 191, 22% σ=
f uerza área de la sección transversal
=
F espesor*Ao (diametro)
*no se tienen los datos suficientes para poder desarrollar cálculos Analisis Por medio del módulo de elasticidad pudimos observar que los datos proporcionados no estaban completos de tal forma que fue muy complicado llegar a resultados concordes con lo propuesto en la práctica, aún así investigando sabemos que el módulo no varía con el incremento de la tensión, y que este es mejor ser analizado para probetas hechas a base de metales que nosotros no hicimos tal vez por esta razón y por los datos proporcionados por el CIPI estos no fueron los resultados esperados, como también ya que no habíamos visto la teoría acerca del tema fue muy complicado llegar a algo lógico para nosotros, tal vez si hubiéramos podido saber más sobre el tema antes de entrar a la práctica hubiéramos podido analizar mejor lo que estaba sucediendo y llegar a conclusiones más acertadas.
Bibliografía
http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com.co/2011/06/propiedades-mecanicas.html