El documento describe un experimento de tracción realizado en probetas de acero al carbono utilizando dos máquinas diferentes. En la primera parte se usó una máquina universal para probar probetas cilíndrica y plana, midiendo propiedades como alargamiento, resistencia y módulo de Young. En la segunda parte se usó una máquina electrónica para probar otra probeta plana, obteniendo datos de forma automática y más precisa.

1. PRÁCTICA 6 – ENSAYOS DE
TRACCIÓN
IGNACIO BÓBEDA MARTÍNEZ
Ciencia de Materiales
Grado de Ingeniería Electrónica Industrial y Automática
3 de Diciembre de 2016

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Durante la realización de esta práctica estudiaremos las propiedades mecánicas de una probeta
de acero al carbono mediante un ensayo de tracción.
La primera parte de la práctica consistirá en la realización del ensayo detracción de dos probetas,
una cilíndrica y otra plana, en una maquina universal. En la segunda parte de la misma,
realizaremos este mismo ensayo en una maquina electrónica.
El ensayo de tracción es el ensayo destructivo más usado, consiste en someter una probeta de
forma y dimensiones determinadas a un esfuerzo de tracción en la dirección del eje hasta la
fractura.
Para la realización de este ensayo haremos dos marcas en la probeta entre las que mediremos
la longitud de la misma. En España, una probeta normalizada tiene ɸ=13,82 mm, S=150 mm2
,
L=100, Pero en nuestro caso la probeta tendrá las siguientes dimensiones.
L = 98 mm
ɸ= 10 mm
Calculo de l0 y el número de divisiones y su longitud:
𝐿0 = 𝐾√𝑆0 = 8,16√𝑆0 = 8,16√ 𝜋 ∙ 52 = 72,32 𝑚𝑚
𝑥 =
𝐿 − 𝐿0
2
=
98 − 72,32
2
= 12,84 𝑚𝑚
Dividimos la probeta en 12 partes para que su medición sea más sencilla
La medida de cada división será la siguiente:
𝐿0
12
=
72,32
12
= 6,03 𝑚𝑚

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A continuación, sometemos la probeta al ensayo y obtenemos los siguientes resultados:
L0’ = 86,9 mm
ɸ = 6,69 mm
Tmáx = 3650 Kp
Realizamos la siguiente medición tras la rotura:
Contamos el número de divisiones entre A y B, que en este caso será 3, y realizamos la siguiente
resta para determinar si nos encontramos en el caso par o impar.
𝑁 − 𝑛 = 12 − 3 = 9 → 𝑅𝑜𝑡𝑢𝑟𝑎 𝐼𝑚𝑝𝑎𝑟
Realizamos ahora la medida de distancia desde A hasta B (dAB), la distancia desde B hasta C
(dBC) y la distancia de B a D (dBD). Pero antes debemos determinar cuáles son los puntos A,B, C
y D.
A será el punto desde donde ha roto y que tomaremos como punto de calibración.
B es el punto al otro lado de la rotura.
C y D serán unas marcas específicas de la probeta halladas mediante las siguientes ecuaciones:
𝐶 = 𝑚𝑎𝑟𝑐𝑎 𝑎
𝑁 − 𝑛 − 1
2
𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐵 → 5
𝐷 = 𝑚𝑎𝑟𝑐𝑎 𝑎
𝑁 − 𝑛 + 1
2
𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐵 → 6
dAB= 25,17 mm
dBC= 33,5 mm
dBD= 40 mm
Una vez medidas estas distancias podemos calcular el alargamiento de la probeta a partir de la
siguiente ecuación:
𝐴(%) =
𝑑𝐴𝐵 + 𝑑𝐵𝐶 + 𝑑𝐵𝐷 − 𝐿0
𝐿0
· 100 =
25,17 + 33,5 + 40 − 72,32
72,32
· 100 = 36,44%
Una vez calculado el alargamiento de la probeta calculamos la estricción de la misma.
La estricción es la disminución de la sección de la probeta en la zona de rotura debido al
alargamiento. Se calcula de la siguiente manera:

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𝑍(%) =
𝑆0 − 𝑆𝑓
𝑆0
· 100 =
ɸ0
2
− ɸ 𝑓
2
ɸ0
2 · 100 =
102
− 6,692
102
· 100 = 55,24%
Nos disponemos ahora al cálculo de la tensión máxima (RT)
𝑅 𝑇 =
𝐹𝑚𝑎𝑥
𝑆0
=
3650 𝐾𝑝
𝜋 · 102
= 11,62
𝐾𝑝
𝑚𝑚2
Para el cálculo de los valores del Módulo de Young, Tensión de Fractura y Límite Elástico
necesitamos hacer uso de un diagrama esfuerzo-deformación. En la siguiente imagen podemos
ver el diagrama dibujado por la maquina durante la realización del ensayo de la probeta
cilíndrica.
Ajustamos la escala gráfica vertical usando el punto B:
F = 3650 Kp equivalen a 44 divisiones de la hoja, cada división mide 1 mm, por lo que F = 44 mm.
Realizamos el cálculo del límite de elasticidad mediante las siguientes fórmulas:
eg 𝑦 =
3650
44
= 82,95
𝐿𝐸 = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎𝐵 · eg 𝑦 = 40 · 82,95 = 3318 𝐾𝑝
Ajustamos ahora la escala gráfica horizontal usando el punto A:
eg 𝑥 =
∆𝐿 𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙
∆𝐿 𝑓𝑔𝑟𝑎𝑓𝑖𝑐𝑎
=
86,9 − 72,32
21
= 0,69
𝐹𝐴 = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎𝐴 · eg 𝑦 = 30 · 82,95 = 2488,5 𝐾𝑝
Una vez calculados estos dos datos podemos calcular el módulo de Young y la tensión de
fractura.
𝐸 =
𝐹𝐴/𝑆0
∆𝐿 𝐴/𝐿0
=
𝐹𝐴/𝑆0
2 · eg 𝑥/𝐿0
= 1660,45
𝐾𝑝
𝑚𝑚2

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𝑅 𝐹 = eg 𝑦 · 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎𝐹 = 82,95 · 42 = 3483,9 𝐾𝑝
Una vez hecho el estudio de la probeta cilíndrica realizamos el estudio de la plana.
El procedimiento a seguir es igual que el anterior, primero mediremos la longitud y la sección y
después haremos lo cálculos necesarios.
Los datos medidos son los siguientes:
L = 100 mm L0 = 80 mm
e= 21 mm (espesor)
b= 20 mm (altura de la parte en la que fractura)
Igual que en el caso anterior calculamos el espacio entre los extremos de la probeta y L0:
𝑥 =
𝐿 − 𝐿0
2
=
100 − 80
2
= 10 𝑚𝑚
Como con la probeta cilíndrica, dividimos la probeta en 10 partes iguales, la longitud de cada
una de esas divisiones será el siguiente:
𝐿0
10
=
80
10
= 8 𝑚𝑚
Una vez medida la probeta y habiéndose hecho las divisiones en la misma, llevamos a cabo en
el ensayo y anotamos el valor de la fuerza a la que se ha producido la rotura y la nueva longitud
de la probeta.
F = 525 Kp L0’= 101,65 mm
Calculamos ahora el alargamiento, debido a que en este caso la rotura se produce en el centro
de la probeta, no diferenciamos el tipo de rotura, y por tanto la fórmula para calcular el
alargamiento será distinta:
𝐴(%) =
𝐿′0 − 𝐿0
𝐿0
· 100 =
101,65 − 80
80
· 100 = 27,06 %
Calculamos también la resistencia mecánica:
𝑅 𝑇 =
𝐹𝑚𝑎𝑥
𝑆0
=
525
20 × 21
= 1,25
𝐾𝑝
𝑚𝑚2
Ahora como en el caso anterior deberemos hacer uso del diagrama esfuerzo-deformación para
el cálculo de los datos restantes. En la siguiente imagen vemos el diagrama de la probeta en
cuestión:

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Ajustamos la escala gráfica vertical usando el punto B:
F = 252 Kp equivalen a 7 divisiones de la hoja, cada división mide 1 mm, por lo que F = 7 mm.
Realizamos el cálculo del límite de elasticidad mediante las siguientes fórmulas:
eg 𝑦 =
525
7
= 75
𝐿𝐸 = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎𝐵 · eg 𝑦 = 5 · 75 = 375 𝐾𝑝
Ajustamos ahora la escala gráfica horizontal usando el punto A:
eg 𝑥 =
∆𝐿 𝑓𝑟𝑒𝑎𝑙
∆𝐿 𝑓𝑔𝑟𝑎𝑓𝑖𝑐𝑎
=
101,65 − 80
21
= 1,03
𝐹𝐴 = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎𝐴 · eg 𝑦 = 3 · 75 = 225 𝐾𝑝
Cuando hemos calculado estos dos datos podemos hallar el módulo de Young y la tensión de
fractura.
𝐸 =
𝐹𝐴/𝑆0
∆𝐿 𝐴/𝐿0
=
𝐹𝐴/𝑆0
2 · eg 𝑥/𝐿0
= 20,8
𝐾𝑝
𝑚𝑚2
𝑅 𝐹 = eg 𝑦 · 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎𝐹 = 75 · 5 = 375 𝐾𝑝
Una vez finalizado en estudio del ensayo de la probeta plana, lo repetiremos, pero esta vez con
una maquina más moderna y avanzada.
Esta parte de la parte de la practica consistirá en lo mismo que la anterior, pero ahora usaremos
una maquina electrónica, con un sistema que nos facilitará la recogida de todos los datos que
antes hemos tenido que calcular, además que el tiempo de espera será menor y las mediciones
más precisas.
La probeta a ensayar tendrá las siguiente dimensiones
L = 100 mm L0 = 80 mm
e= 20 mm (espesor)
b= 20 mm (altura de la parte en la que fractura)

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Realizamos el ensayo y obtenemos la siguiente gráfica:
Ahora realizamos los cálculos para hallar los datos requeridos:
Alargamiento:
𝐴(%) =
𝐿′0 − 𝐿0
𝐿0
· 100 =
(80 + 14,719) − 80
80
· 100 = 18,39 %
Resistencia mecánica:
𝑅 𝑇 =
𝐹𝑚𝑎𝑥
𝑆0
=
1826
20 × 20
= 4,565
𝐾𝑝
𝑚𝑚2
En cuento al límite elástico, no hace falta cálculo alguno, ya que es el punto donde la tensión
de la zona elástica es máxima coindice siempre con el punto donde termina la zona elástica
(B), en la gráfica lo viene dado como carga elástica:
𝐿𝐸 = 1,537 𝑡 = 1537 𝐾𝑝
Módulo de Young:

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𝐸 =
𝐹𝐴/𝑆0
∆𝐿 𝐴/𝐿0
=
(
1826
20 × 20)
(
14,719
80 )
= 24,81
𝐾𝑝
𝑚𝑚2