Estadística Anual y Multianual del Sector Eléctrico Ecuatoriano
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1. Studocu no está patrocinado ni avalado por ningún colegio o universidad.
Laboratorio.02 Ensayo de traccion
elasticidad y resistencia de materiales (Universidad Tecnológica del Perú)
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ
INFORME DE LABORATORIO. N°2: ENSAYO DE
TRACCIÓN
Trabajo de la asignatura:
Elasticidad y Resistencia de materiales
Profesor:
Alumnos:
{
Lima, 29 Setiembre 2021
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1. INTRODUCCIÓN
El presente informe es dar a conocer el proceso que se realiza un ensayo de tracción que
usualmente se usa para referirse a ensayos en los cuales una probeta preparada cilíndrica
es sometida a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la
misma. Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada.
También en este ensayo de tracción se basa en hallar las mecánicas que este material
puede tener como la resistencia ultima y el módulo de elasticidad que este puede tener
dicho material. Además, todo este proceso de realización del ensayo se llevó a cabo
siguiendo las normas establecidas del ASTM E-8, con el fin de que los resultados
arrojados sean los correctos y estimar la capacidad del material futuro al implementar y
no se corra riesgo alguno en obras de construcción y mecanismos.
2. OBJETIVOS DEL ENSAYO
2.1.Objetivos Generales
➢ Es ilustrar y evaluar, la resistencia mecánica del material, que se derivan a
partir del ensayo de tracción con el fin de conocer las propiedades mecánicas,
como la ductilidad, rigidez, resistencia, elasticidad, plasticidad, cuando el
material es sometido a una fuerza de tensión ejercida gradualmente por una
maquina universal (SM1000). Además, conocer los factores que influyen en
los resultados del ensayo, los tipos de fallas, familiarizarse con los
lineamientos de la norma ASTM E-8.
2.2.Objetivos Específicos
➢ Conocer el comportamiento las propiedades mecánicas de la probeta al ser
sometido a un ensayo mediante una máquina universal SM 1000.
➢ Graficar de esfuerzo vs deformación de las probetas.
➢ Resistencia de tracción.
➢ Conocer el tipo de fractura.
3. ENSAYOS REALIZADOS
3.1.Materiales y Equipos
➢ Vernier.
➢ Seguros, reglas metálicas.
➢ Probetas para ensayo de tracción, con y sin tratamiento térmico.
➢ Lector e indicador digital.
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➢ Prensa hidráulica.
➢ Máquina de ensayo universal de tracción.
4. FUNDAMENTO TEORICO
Un ensayo de tracción suele proporcionar datos suficientes para determinar las
propiedades mecánicas en los materiales metálicos (dúctiles). En estos materiales, los
límites de rendimiento bajo tensión y compresión son generalmente los mismos.
Sin embargo, en algunos materiales, tales como los frágiles y fibrosos, la resistencia
a la tracción es considerablemente diferente de la resistencia a la compresión como se
ve en la Figura. Por lo tanto, es necesario probar ellos bajo tensión y compresión por
separado.
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5. FORMULAS A UTILIZAR
5.1. Deformación Unitaria:
Por tanto, podemos definir la deformación unitaria de la probeta, como la
variación en las dimensiones del material después de estar sometida a un
esfuerzo de compresión, mediante la ecuación:
5.2.Esfuerzo:
La deformación es consecuencia de la carga aplicada a la probeta, es decir, al
esfuerzo generado por unidad de área, tal como se muestra en la siguiente
ecuación:
5.3.Módulo De Elasticidad:
El Módulo de Elasticidad permite evaluar el carácter de mayor o menor rigidez del
material, es importante mencionar que este parámetro es inherente al material.
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6. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
1. Se toma las medidas geométricas de la probeta, para esto se usa el vernier, la
regla metálica y se anota en la tabla de datos geométricos de la probeta (Tabla
1 y Tabla 3).
2. Se realizan las marcas a la distancia (Lo), con en pie de rey.
3. Registramos la toma de datos, a través del dispositivo de adquisición de datos.
a. Incremente la fuerza lentamente en intervalos de 0.5kN. (Nunca baje
la fuerza, de lo contrario los resultados serán erróneos).
b. En cada paso realizado registrar la carga, y medir la longitud de
desplazamiento con el extensómetro utilizado.
c. Si utiliza el software VDAS seleccionar para grabar los resultados
para cada paso realizado.
d. Continúe incrementando la fuerza hasta notar que la muestra ha
iniciado la “fluencia” (> limite elástico).
e. Retire el extensómetro y coloque la guarda de seguridad.
f. Continúe aplicando la carga hasta que la probeta falle.
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6.1.Aplicaciones en la Probeta
6.1.1. Probeta Sin Tratamiento Térmico
➢ Se realizan la medida del diámetro de trabajo (do) y la longitud inicial
de la probeta (Lo) con el pie de rey.
➢ Luego se procede a tensar, a prender y calibra los indicadores y lector
digital.
➢ Una vez encendido el lector y el indicador digital, se procede a activar
la prensa hidráulica (Maquina Universal de Tracción SM 1000) hasta que
se fracture la probeta.
➢ Los datos generados se van registrando automáticamente en el registro
del software VDAS seleccionar para grabar los resultados para cada paso
realizado.
➢ Se acciona la prensa hidráulica hasta que se fracture la probeta.
➢ Finalmente se procede a desmontar la probeta para medir y analizar la
fractura.
➢ Se mide su diámetro final (df) y la longitud final de la probeta (Lf).
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6.1.2. Probeta Con Tratamiento Térmico
➢ Se realizan la medida del diámetro de trabajo (do) y la longitud inicial
de la probeta (Lo) con el pie de rey.
➢ Luego se procede a ensamblar la probeta en la Maquina Universal de
Tensión SM 1000
➢ Se instalada la probeta y luego se procede a tensar,
➢ Una vez tensada la probeta se procede a calibra el lector y el
indicador digital
➢ Se procede a activar la prensa hidráulica (Maquina Universal de
Tracción SM 1000) hasta que se fracture la probeta
➢ Los datos generados se van registrando automáticamente en el
registro del software VDAS seleccionar para grabar los resultados
para cada paso realizado.
➢ Se acciona la prensa hidráulica hasta que se fracture la probeta.
➢ Finalmente se procede a desmontar la probeta para medir y analizar
la fractura.
➢ Se mide su diámetro final (df) y la longitud final de la probeta (Lf).
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7. DATOS OBTENIDOS DEL ENSAYO
Tabla1: Datos geométricos de la probeta:
Material Lo Lf do df %∆L/Lo %∆A/Ao
Probeta sin
tratamiento
172 183.5 9.75 6.75 7.47% 52.07%
Probeta con
tratamiento
172.2 200.6 9.75 6.1 17.86% 60.91%
Referencia:
L0= Longitud inicial de la probeta.
Lf= Longitud final de la probeta.
d0= Diámetro inicial de la probeta.
df= Diámetro final de la probeta.
A0= Sección transversal inicial de la probeta.
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8. RESULTADOS A OBTENER
Para las probetas ensayadas presentar:
1. Grafica convencional de esfuerzo –deformación (presentar las tres gráficas
superpuestas).
2. Esfuerzo de fluencia
➢ Probeta sin tratamiento térmico: 𝜎𝑦 = 475.2343 𝑀𝑝𝑎
➢ Probeta con tratamiento térmico: 𝜎𝑦 = 230.2544 𝑀𝑝𝑎
3. Resistencia a la Tracción.
➢ Probeta sin tratamiento térmico: 𝜎𝑈 = 512.7175 𝑀𝑝𝑎
➢ Probeta con tratamiento térmico: 𝜎𝑈 = 368.1392 𝑀𝑝𝑎
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4. Esfuerzo de rotura
➢ Probeta sin tratamiento térmico: 𝜎𝑦 = 475.2343 𝑀𝑝𝑎
➢ Probeta con tratamiento térmico: 𝜎𝑦 = 230.2544 𝑀𝑝𝑎
5. Ductilidad
a. Alargamiento
➢ Probeta sin tratamiento térmico:
∆𝐿
L0
=
12.85
172
x100 = 7.47%
➢ Probeta con tratamiento térmico:
∆𝐿
L0
=
30.75
172.2
x100 = 17.86%
b. Área
➢ Probeta sin tratamiento térmico:
∆𝐴
A0
=
0.0000747−0.0000358
0.0000747
𝑋100 = 52.07%
➢ Probeta con tratamiento térmico:
∆𝐴
A0
=
0.0000747−0.0000292
0.0000292
𝑋100 = 60.91%
6. Valor del módulo de elasticidad
➢ Probeta sin tratamiento térmico: 𝐸 = 102519 𝑀𝑝𝑎
➢ Probeta con tratamiento térmico: 𝐸 = 97697𝑀𝑝𝑎
7. Cálculo de la tenacidad
➢ Probeta sin tratamiento térmico = 3.832 𝑀𝑝𝑎
➢ Probeta con tratamiento térmico = 26.405 𝑀𝑝𝑎
8. Cálculo de la resiliencia
➢ Probeta sin tratamiento térmico
Ur =
1
2
× 475.2343 × 106 × 0.009825581 = 2334726.55
𝐽
𝑚2
➢ Probeta con tratamiento térmico.
Ur =
1
2
× 230.2544 × 106 × 0.006213705 = 715366.46
𝐽
𝑚2
9. Análisis detallado del tipo de fractura.
Como se observó en los ensayos con la probeta sin tratamiento térmico y con
tratamiento térmico, ambos materiales han llegado a tener una falla dúctil logrando
deformarse a simple vista antes de que este llegara a la fractura. Es decir, el material
puede estirarse considerablemente antes de romperse como se vio en el ensayo.
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9. ANÁLISIS
9.1.Resultados y conclusiones al comparar las curvas de esfuerzo - deformación
unitaria de los materiales empleados y los valores de las propiedades mecánicas
obtenidos
➢ Los resultados del gráfico de esfuerzo vs deformación indican que la
probeta con tratamiento térmica presenta una mayor plasticidad, esto
podría indicarnos que se realizó un tratamiento de recocido para poder
ablandar el material y reducir cargar residuales. Por otro lado, debido a
esto, el ángulo característico de la ruptura dúctil se hace notorio.
➢ En el ensayo se puede observar las propiedades mecánicas de los
materiales frente a la compresión, así como la deformación que sufre la
probeta.
➢ Se puede concluir que el Módulo de Elasticidad calculado se acerca
mucho a la teórica.
➢ Las características mecánicas de la probeta varían considerablemente
dependiendo de la cantidad de fuerza a la que se somete.
9.2.Analizar la influencia del % de C y tratamiento térmico aplicado en los resultados
obtenidos.
DESCRIPCIÓN PROBETA 1 PROBETA 2
Módulo de elasticidad 102519 Mpa 97697 Mpa
Esfuerzo de fluencia 475.2343 Mpa 230.2544 Mpa
% de alargamiento 7.47% 17.86%
% de reducción de área 52% 60.91%
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Según los resultados podemos llegar a concluir que en la probeta 2 hay mayor
plasticidad que la probeta 1, es decir, sufre una mayor deformación, producto de
fuerzas externas que actúan, mientras que la probeta 1 tiene una mayor
elasticidad, debido a que tiene una mayor capacidad de recuperar su forma al
disminuir la fuerza que la deforma.
10.CONCLUSIONES
En conclusión, se realizaron ensayos mecánicos destructivos en dos probetas de acero. Al
realizarlas, se pueden: caracterizar y distinguir las propiedades mecánicas de los
materiales de probeta utilizados bajo cargas de tracción y compresión, conocer estas
técnicas de ensayo, sus conocimientos básicos y objetivos, y aprender más sobre el uso
de herramientas en el laboratorio y las técnicas y técnicas aplicadas a este ensayo
11.REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
➢ Dirección de Tecnologías para el Aprendizaje. (2020,4 de julio). Elasticidad
y resistencia de materiales Tracción. Recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=biROzPA6cUk
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