18 de octubre de 2015

2015

Ánder Gutiérrez Ureña

Ciencia de los materiales

18/10/2015

Ensayo de Tracción I

18 de octubre de 2015

1. Introducción.

En esta práctica realizamos el ensayo de tracción a dos objetos de acero al carbono (C45). El ensayo de la tracción de un material consisteen someter a una probeta normalizada a un esfuerzo axial de tracción1creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada lentamente.

Al hacer dicho ensayo, con los datos obtenidos se puede determinar diversas características de los materiales elásticos: � Módulo de elasticidad o Módulo de Young. � Coeficiente de Poisson. � Límite de proporcionalidad. � Límite de fluencia. � Límite elástico. � Carga de rotura o resistencia a tracción. � Alargamiento de rotura. � Estricción. El ensayo, se puede realizar en una máquina, llamada máquina universal. También puede hacerse en una máquina de tracción conectada al PC.

2. Procedimiento.

Tracción I En la práctica empezamos con la parte explicativa de la profesora del ensayo. Luego, se continuó con la medición de los dos probetas que íbamos a utilizar para el ensayo. Medidas de la probeta de tipo chapa: L=100 mm Lo=80 mm a=19.8 mm b(grosor)=1.9 mm N=10 divisiones de L So= � ∗ � = 19.8 ∗ 1.9 = 37.62 mm2 Medidas de la probeta de tipo cilíndrico: L=100 mm

Lo=8.16 ∗ ��� = 73.32 mm ϕ=10 mm R(Radio)= ϕ/2=5 mm So=� ∗ �� = 78.539 mm2

Tras medirlas, y dividir L en 10 partes iguales con un rotulador, fuimos hacia la maquina universal y proseguimos con el Ensayo de Tracción I.

1Tracción: esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.

18 de octubre de 2015

Colocamos los pesos adecuados para agarrar las probetas, la de chapa con un peso de 625 Kp y el cilíndrico con 3150 Kp. Finalmente, tras tener bien agarrado la probeta, se colocaba en la máquina, y al ajustar el papel milimetrado en el tambor, se le daba a encender y a esperar a la rotura. Primero con el cilíndrico y posteriormente con el de chapa.

Estas dos fotos son dos imágenes que hacen una idea a las gráficas que deberían salir en el papel milimetrado a la hora del ensayo en la máquina universal.

Y estas son las fotos de las probetas tras pasar por la máquina universal, de chapa la de la izquierda y cilíndrica la de la derecha

3. Tracción I En esta parte del ensayo, lo hicimos con la máquina universal, que disponen de un conjunto muy amplio de accesorios que permite someter a los materiales a una presión que se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos o un sistema hidráulico. Ahora escribiré en cada tipo de probeta de las medidas que cambiaron y datos relevantes, tras producirse la rotura, y finalmente los cálculos: Los valores de ���, ��, los saco haciendo una regla de tres

que consiste en que por ejemplo si 625 Kp son 15 cuadritos, qué valor será los cuadritos que cuente los puntos A1 y B en su respectiva diagrama. En la gráfica, 1 cuadrito = 1 mm, ahora cuando hable de milímetros en el interior de las fórmulas serán cuadritos contados.

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� Probeta de tipo chapa:

���=104 mm

Cálculos:

• Variación de longitud: ∆� = ��� − �� = 104 − 80 = 24 mm

• Alargamiento unitario: = ∆!"#

= $%&'(%(% = 0.30

• Límite elástico: �) = �� ∗ �*+

�*+ = ,$- .. = /�-

$- .. = 41.67 Kp/mm

�) = �� ∗ �*+ = 11 00 ∗ 41.67 = 458.33 12

• Módulo de Young: ) = 34

5 = ��� ��6 = 8 00 ∗ �*+ ��6 = 333.33 37.627 = 8.861 Kp/mm2

= ∆��� ��6 = ∆8�� ∗ �*9 ��6 = 2 00 ∗ 0.889 807 = 0.022

�*9 = ∆�:;<! ∆�,7 = 104 − 80 27 007 = 0.889 ) = 3

4 = (.(/$%.%�� = 398.75 Kp/mm2

• Alargamiento: A>%@ = ∆ABC

∗ 100 = $%&'(%(% ∗ 100 = 30%

• Tensión de rotura y ultima:

�D = �.áF = ,G#

= /�-∗H.(%//-IJ./�∗$%KL = 162.923 MPa

�,M13 00 ∗ 41.67 = 541.71 12

� Probeta de tipo cilíndrica:

Lo=74 mm ϕf=7.25 mm

8N = 1.5 → P = 3 Q − P = 10 − 3 = 7, SPTUPVSW SW XUTYX� Z02�X

[\ = Q − P − 12 = 3

[\\ = Q − P + 12 = 4

��� = ^_` + ^`a\ + ^`a\\ = 30 + 24 + 33 = 87 mm

Cálculos:

• Variación de longitud: ∆� = ��� − �� = 87 − 73.32 = 13.68 mm

• Alargamiento unitario: = ∆!"#

= (J'JI.I�JI.I� = 0.1866

• Contracción transversal: ∆^ = 10 − 7.25 = 2.75 mm

• Contracción transversal unitaria: b = ∆bb#

= 0.3793

• Coeficiente de Poisson: c = 4d4 = %.IJHI

%.$(// = 2

• Límite elástico: �) = �� ∗ �*+

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�*+ = ,I( .. = I$-%

I( .. = 82.89Kp/mm

�) = �� ∗ �*+ = 27 00 ∗ 82.89 = 2238.16 12

• Módulo de Young: ) = 34

5 = ��� ��6 = 21 00 ∗ �*+ ��6 = 21 00 ∗ 82.89 78.5397 = 22.163 Kp/mm2

= ∆��� ��6 = ∆8�� ∗ �*9 ��6 = 2 00 ∗ 0.2792 73.327 = 7.62 ∗ 10'I

�*9 = ∆�:;<! ∆�,7 = 87 − 73.32 49 007 = 0.2792 ) = 3

4 = ��.$/IJ./�∗$%Ke = 2910.25 Kp/mm2

• Alargamiento: A>%@ = ∆ABC

∗ 100 = (J'JI.I�JI.I� ∗ 100 = 18.66%

• Tensión de rotura y ultima:

�D = �.áF = ,G#

= I$-%∗H.(%//-78.539∗$%KL = 393.320 MPa

�,M36 00 ∗ 82.89 = 2984.04 12

• Estricción: [ = f#g'f�g

f#g= $%g'J.�-g

$%g = 0.4744