Este documento describe un experimento realizado en el laboratorio de ciencias de materiales para determinar la resistencia mecánica a la tracción de diferentes materiales como el aluminio, acero y neopreno. Se utilizaron dos máquinas de ensayo universal para aplicar fuerzas de tracción a las probetas de cada material a diferentes velocidades y medir la resistencia y elongación. Los resultados mostraron que los metales tienen mayor resistencia que el neopreno y que la velocidad afecta la elongación de las probetas de neopreno.

1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA
PRODUCCIÓN
PROFESOR:
Ing. Grace Vera
Materia:
Laboratorio de Ciencias deMateriales
PRACTICA N° 2: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA
MECÁNICA A LA TRACCIÓNDE LOSMATERIALES.
NOMBRE:
JuanAndrés CastroMontoya
FECHA DE LA PRÁCTICA:
8 de Diciembre
FECHA DE ENTREGA DELINFORME:
1 de diciembre
PARALELO:
103
AÑO LECTIVO:
2014-2015

2. Determinación de la resistencia mecánica a la tracción
de los materiales
Resumen
En esta práctica se analizó las resistencias mecánicas de los distintos materiales
a la tracción, se sabe que el comportamiento mecánico depende de tres factores
importantes la fuerza aplicada que puede ser de torsión, compresión o tensión
así como también del tiempo y la temperatura, se analizó materiales poliméricos
como el neopreno y metales como el aluminio y el acero y en el caso del
neopreno se pudo ver la gran diferencia que genera el cambio de velocidad en
el ensayo, esta práctica se llevó a cabo gracias a los equipos de tracción
universal que se encuentran en el LEMAT, estos equipos son los más
importantes en este laboratorio tanto así que se podría considerar el corazón del
mismo, ya que las empresas requieren mucho de los puebras de tracción en sus
diferentes productos como tuberías, varillas de acero etc.
Enfoque experimental
En este ensayo se analizó dos metales y un polímero con ayuda de los dos
equipos de ensayo universal en el caso de los polímeros se aplicaron diferente
velocidades para diferenciar las reacciones que tienen este tipo de materiales a
Imagen 2Máquina de ensayo universal 600KNImagen 1Maquina de ensayo universal 10KN

3. las mismas. En los metales se pudo observar y escuchar la enorme diferencia al
momento de ocurrir la estricción de la probeta de aluminio y la varilla de acero.
Para esto primero se debe troquelar las probetas de aluminio y de neopreno, ya
que esta forma garantiza un mejor ensayo y la estricción de la misma en el área
reducida, luego se coloca estas probetas en las mordazas y se procede a aplicar
las diferentes cargas.
Las tablas del 1 al 5 indican los tipos de materiales condiciones de prueba y los
datos de los ensayo universales
Probeta de aluminio
Varilla de acero
Probetas de
neopreno
Tabla 1materiales de ensayo
Temperatura
Máxima
24.3 °C
Temperatura
Mínima
24.0 °C
%HR Máxima 53.0%
%HR Mínima 50.0%
Tabla 2Condiciones de prueba
Marca Shimadzu
Código EM-008-00
Modelo UH-600KNI
Serie 10313751
Tabla 3Maquina de Ensayos Universal 600KN
Marca Shimadzu
Código EM-010-00
Modelo AG-IS 10KN
Serie 346-51961-01

4. Tabla 4Maquina de Ensayos Universal 10KN
Marca Ray-Ran
Código EA-024
Modelo RR/HCP
Serie RR/HCP/147
Tabla 5Troquel
Se toman medidas de las longitudes iniciales del área reducida asi como también
de su espesor se toman tres medidas y se escoge la menor de todas a
continuación se presentan las medidas del aluminio acero y neopreno:
Varilla de Acero
m=0.2207 kg
d=8mm
P=10KN
l0=554mm
V=8.3 N/mm2/Sec
Tabla 6Datos experimentales varilla de acero
Probeta de Aluminio
Lo=200mm
Lf=231.40mm
P=60KN
Ancho=40.02 mm
V=10N/Amm2/Sec
Tabla 7Datos experimentales probeta de aluminio
Probeta de Neopreno
Lo=25mm Lo=25mm
Lf=29.06mm Lf=27.10mm
P=2KN P=2KN
Ancho=5.54 mm Ancho=5.54 mm

5. V=50mm/min V=500mm/min
Tabla 8Datos experimentales probeta de neopreno
Después de cada ensayo se procede a medir con una regla cuanto se ha estirado
el área reducida y se registran para poder diferenciar con el resto de materiales
y sus ensayos.

6. Stress(N/mm2)
Analisis de resultados
Procedimiento : PEE/LEMAT/03 Norma de Referencia : INEN 109:2009
Temperatura Máx/Mín : Humedad Máx/Mín :
Equipo Utilizado : MUE 600KN Material : AS
Velocidad de Ensayo : 8.5 MPa/s Control de Velocidad :
Mediante tasa de esfuerzo
Shape:
Area
Área Longitudcalibrada
Units mm mm
PRUEBA-3 50.7500 200.0000
Name Esfuerzo de Fluencia
Superior
Parameter 1 Puntos
Esfuerzo Máximo Elongación luego de
Rotura
Units N/mm2 N/mm2 %
PRUEBA-3 12.0813 609.975 16.0000
630
560
Max
PRUEBA-3
490
420
350
280
210
140
70
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 48
Stroke(mm)
El área corresponde al área equivalente, calculada a
partir de la densidad, masa y longitud de la probeta. Las
probetas ensayadas fueron de tipo no proporcional y no
maquinadas.
Las muestras y la información de las mismas fueron proporcionadas por el cliente.
El esfuerzo máximo reportado (es / no es) mayor o igual a 1.25 veces el esfuerzo de fluencia
reportado.
Las muestras (Cumplen/No cumplen) con los requisitos mecánicos establecidos en la
norma (INEN 102:2011 Numeral 5.1.2 / INEN 2167:2011 Numeral 5.1.2). La
incertidumbre en la medición fue calculada con un factor de cobertura k=2 y con un
nivel de confianza de aproximadamente 95%.
Incertidumbre de la medición en: Esfuerzo Máximo= 11.86 N/mm². Esfuerzo de Fluencia=
11.48 N/mm². Porcentaje de Elongación luego de la rotura= 1.69%. OBSERVACIONES
GENERALES: ... (Incluir las adiciones, desviaciones ó exclusiones del método de ensayo).

7. Stress(N/mm2)
Procedimiento : PEE-LEMAT-02 Norma de referencia : ASTM E8:2013
Temperatura Máx/Mín : Humedad Máx/Mín :
Equipo Utilizado : Máquina Universal de Ensayos 600KN Material : ALUMINIO
Velocidad de ensayo : 10 MPa/s Control de velocidad : Mediante tasa de esfuerzo
Shape: Plate
Name Esfuerzo de
Fluencia Superior
Esfuerzo Máximo Elongación luego
de Rotura
Parameter 1 Puntos
Units N/mm2 N/mm2 %
Aluminio 2.61957 127.219 16.7450
130
120 Aluminio
105
90
75
60
45
30
15
0
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
Stroke(mm)
Las muestras y la información de las mismas fueron proporcionadas por el cliente (material,
espesor nominal o cualquier información adicional requerida por el cliente).
El esfuerzo de fluencia reportado corresponde al esfuerzo de fluencia superior de acuerdo a la
norma ASTM E8:2013 e INEN 109:2009.
Las dimensiones reportadas corresponden a las dimensiones de la probeta ensayada previo al
ensayo de tracción.
Thickness Width Gauge Length
Units mm mm mm
Aluminio 5.9200 40.0200 200.0000

8. Force(kN)
Date : 2014/11/29 Temperature :
Shape: Plate
Thickness Width Gauge Length
Units mm mm mm
Neopreno
50mm/min
Neopreno
500mm/min
2.5200 5.5800 25.0000
2.5200 5.5800 25.0000
Name Max_Force Max_Disp Max_Stress
Units kN mm N/mm2
Neopreno
50mm/min
Neopreno
500mm/min
0.13831 226.106 9.83619
0.09569 179.167 6.80488
0.14
0.12
Neopreno 50mm/min
Neopreno 500mm/min
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Stroke(mm)
230

9. Conclusiones
En esta práctica se pudo comprender el comportamiento mecánico de los
materiales tratados, basado en una fuerza de tensión mediante las máquinas de
ensayos universales, también como afecta el área de estricción y su longitud al
ser variada la velocidad del ensayo que se pudo corroborar en el caso del
neopreno, también se pudo saber la importancia en las aplicaciones ingenieriles
al momento de escoger un material para un trabajo específico cuan bueno es
ensayarlo para medir en este caso su comportamiento mecánico gracias al
software y los equipos que poseen grandes e importantes laboratorios como el
LEMAT.
Referencia
Guía de laboratorio de Ciencias de Materiales
Anexos
CUESTINARIO
1).- ¿Varia el módulo tensil?
Si, ya que para cada material le corresponde su módulo tensil
2).- ¿Varia o no el esfuerzo máximo y porque?
Si y depende del tipo material y esto se ve reflejado en su estructura atómica
3).- ¿Varia la tenacidad y porque?
Si, varía con respecto a cada material ya que su cohesión depende del tipo de
material.
4).- ¿Dónde ocurre la estricción? (Cuál es la diferencia con la estricción que
ocurre en un metal)
En el área reducida de las probetas de los distintos materiales, la estricción no
es tan larga en los metales a comparación que las de los polímeros
5).- ¿Porque una parte de la probeta tiene una sección reducida?
Para garantizar que la estricción ocurra ahí y no altere el ensayo.

10. Imágenes
Imagen 3Probeta de aluminio luego de ensayo
Imagen 4Varilla de Acero luego del ensayo
Imagen 5Torquel

11. Ejercicios post-laboratorio:
A. Se desea fabricar una cinta métrica que deberá soportar una fuerza de
50N para procesos de medición y calibración. ¿Cuál de los materiales
ensayados Ud. seleccionaría para fabricar dicha cinta?, y ¿por qué?
El material que escogería seria el acero ya que soporta cargas mayores sin
sufrir deformaciones relativamente significativas lo cual garantizaría mayor
seguridad en la medición y calibración.
0.05 Def (mm)
50
25