1. Máquina universal de tracción, compresión y flexión
Enrique Fernández González
Grupo Laboratorio A-3
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2. Es un ensayo técnico para determinar la resistencia de un material o su deformación
ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría de los casos se realiza con hormigones y
metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarse sobre cualquier material.
•
•
Se suele usar en materiales frágiles.
La resistencia en compresión de todos los materiales siempre es mayor o igual que
en tracción.
Se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresión en
una máquina universal. Esta máquina universal es la de tracción-compresión y flexión
estática.
Vamos a someter a este ensayo a 3 probetas muy distintas que son estas:
Probetas con las que vamos a trabajar en la práctica
De distintos tamaños y materiales, para ver las diferencias.
En este ensayo la probeta se comprime y se muestra la deformación con distintas cargas.
Se calcula el esfuerzo y la deformación y se elabora una gráfica fuerza-deformación,
que se utiliza para determinar el límite elástico, el límite proporcional, el punto fluencia,
el esfuerzo de fluencia y en algunos materiales la resistencia a la compresión.
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3. Dependiendo de la probeta que utilicemos, este ensayo tiene tres posibles resultados:
•
Si utilizamos una probeta frágil. La provea se rompe con un ángulo de 45
grados aproximadamente.
•
Si la probeta es dúctil. Esta acaba aplastada.
•
Si la probeta es fibrosa y la comprimimos paralelamente a las fibras. La
probeta acabara aplastada de forma escalonada.
Ejemplo de una probeta frágil comprimida. Rotura
de 45 grados.
Nosotros realizaremos este ensayo con dos probetas distintas, primero con una probeta
de bronce (material frágil) y la segunda con una probeta de aluminio (material dúctil).
1. Ensayo con probeta de bronce (material frágil):
Medimos su longitud y sección con la ayuda del calibre, para luego compararlo con
la probeta después de comprimirla.
Una vez medida la probeta y apuntado los valores sometemos la probeta a la
compresión con la máquina universal de tracción, compresión y flexión.
Ahora medimos la probeta ya comprimida y nos quedan los siguientes valores:
ℎ௜௡௜௖௜௔௟ = 5.9 ݉݉
‫ܦ‬௜௡௜௖௜௔௟ = 6 ݉݉
→ ℎ௙௜௡௔௟ = 2.6 ݉݉
→
3
‫ܦ‬௙௜௡௔௟ = 12݉݉

4. Con estos datos calculamos las secciones de ambas probetas:
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ܵ௜௡௜௖௜௔௟ = ߨ ∗ ‫ݎ‬௜௡௜௖௜௔௟ ଶ = ߨ ∗ ( )ଶ = 28.27 ݉݉ଶ
2
ܵ௙௜௡௔௟ = ߨ ∗ ‫ݎ‬௙௜௡௔௟ ଶ = ߨ ∗ (
12 ଶ
) = 113.10 ݉݉ଶ
2
Una vez comprimidas la probeta vemos que la pieza ha sido sometida a una carga de
2900 Kp. En este caso la probeta se rompe con un ángulo de 45grados como
anteriormente he dicho que se rompían las probetas frágiles.
Para acabar con este ensayo y pasar a la siguiente probeta, calculamos la variación
de longitud, sección y ܴ௠ .
߂ℎ = ℎ௙௜௡௔௟ − ℎ௜௡௜௖௜௔௟ = 2,6 − 5,9 = −3,3݉݉
߂ܵ = ܵ௙௜௡௔௟ − ܵ௜௡௜௖௜௔௟ = 113,1 − 28,27 = 84,8݉݉
ܴ௠ =
−‫ܨ‬
‫ݏ‬௜௡௜௖௜௔௟
=
−2900
= −102.57
6 ଶ
ߨ∙( )
2
Probeta después de ser comprimida
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5. 2. Ensayo con probeta de aluminio (material dúctil):
Como en el ensayo anterior, tenemos que medir la longitud y la sección de la
probeta nueva, con la ayuda del calibre.
Una vez hecho esto al igual que antes someteremos la probeta a la compresión
en la máquina universal.
También calculamos la longitud y secciones finales y nos queda lo siguiente:
ℎ௜௡௜௖௜௔௟ = 5.8 ݉݉
ℎ௙௜௡௔௟ = 2.1 ݉݉
‫ܦ‬௜௡௜௖௜௔௟ = 6݉݉
‫ܦ‬௙௜௡௔௟ = 9݉݉
Con estos datos calculamos las secciones de la probeta antes y después de la
compresión:
ܵ௜௡௜௖௜௔ = ߨ ∗ ‫ݎ‬௜௡௜௖௜௔௟ ଶ = ߨ ∗ (6/2)ଶ = 28.27 ݉݉ଶ
ܵ௙௜௡௔௟ = ߨ ∗ ‫ݎ‬௙௜௡௔௟ ଶ = ߨ ∗ (9/2)ଶ = 63.62 ݉݉ଶ
En esta probeta no se produce rotura, solo un aplastamiento de la probeta. Y la carga en
este caso es de 3700 Kp.
Igual que antes calculamos la variación de longitud, sección y ܴ௠ .
߂ℎ = ℎ௙௜௡௔௟ − ℎ௜௡௜௖௜௔௟ = 2.1 − 5,8 = −3.7 ݉݉
߂ܵ = ܵ௙௜௡௔௟ − ܵ௜௡௜௖௜௔௟ = 63.62 − 28.27 = 35.35 ݉݉
ܴ௖ =
−‫ܨ‬
‫ݏ‬௜௡௜௖௜௔௟
=
−3700
= −130,88
ߨ ∗ (6.08/2)ଶ
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6. Este ensayo nos permite reconocer los aceros que tenemos según la chispa que
despendan. Una de las funciones por ejemplo es reconocer el acero que tenemos si se
nos han mezclado varios. Para ello se comparan las chispas con las que sueltan las
muestras de aceros comerciales tabulados.
Nosotros en el ensayo tenemos 2 probetas distintas. Son la F521 y la F115, y no nos
dicen cual es cual. Y tenemos que identificarlas.
Para identificarlas busco en un prontuario los aceros comerciales que corresponden a
nuestras probetas, que son Heva FC y Heva TM.
Después de estar seguros de que hemos elegido bien los aceros, nos dirigimos a la
máquina que produce la chispa. En esta máquina vamos a comparar la chispa producida
por los aceros que hemos cogido y el de nuestras probetas. Y así sabremos identificar
nuestras probetas.
Hacemos el ensayo y observamos que una chispa es larga y la otra bastante más corta.
Después lo hacemos con las nuestras y relacionamos los aceros con nuestras probetas. Y
nos queda lo siguiente:
La probeta que deprende una chispa larga, corresponde con Heva TM. Y por lo tanto la
probeta de la chispa corta corresponde a Heva FC.
Chispa producida por nuestras probetas
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