PRÁCTICA2

ENSAYODETRACCIÓNI

DiegoGómezRuizCienciadeMaterialesCurso2015-2016

Enestapráctica,elmaterialprincipalquevamosautilizaresel“acero”.Utilizaremosenellaboratoriodostiposdeprobetas,unaconformadechapaylaotranormal,conformadeprobeta.Paramedirlosdiámetrosylalongituddecadaunadenuestrasprobetas,utilizaremosporejemplouncalibre(queesuninstrumentoactualmentemuyutilizadoenlaboratorios,comoeldeTecnologíadeFabricaciónoeldeCienciadeMateriales,paramedirobjetoslongitudinalytransversalmente).Lamáquinaqueutilizamosenellaboratorioeslamáquinadetracción,compresiónyfluencia.Conéstamáquinaesposiblesometermaterialesaensayosdetracciónycompresiónparamedirsuspropiedades.Lapresiónselogramedianteplacasaccionadasportornillosounsistemahidráulico.Tieneunémboloqueproducetensiones,compresionesyflexionesagustodelquelamaneja,aplicandocargaenlaprobetaquevayamosacolocarencima.Unavezque

estécolocada,serálamáquinalaencargadadeproducirlaroturaenlasdosprobetas.Desarrolloycálculosrealizados:Comohecomentadoanteriormente,voyarealizardosensayos,unoconunachapayelotroconlaprobetacilíndrica.Probetacilíndrica:Unaprobetapuedeserdefinidacomounabarradesecciónregularyconstante,casisiemprecircular.Susextremidadessuelenserdemayorsección,yaqueconsiguequesefijemejorlaprobetaalamáquinadetracciónuniversal.Hayquehacerdosmarcasentrelasquesemidelalongitud.Parapodercompararlosresultados,hayquetenerencuentaquelasprobetastienequesersemejantes,estoesqueparamismascargasobtengamosdeformacionesproporcionales.

Acontinuación,insertounaimagendelaseccióndelaprobeta(cuyalongitudtenemosquecalcularutilizandoporejemplouncalibre).

Unavezmedidoconelcalibre,nossaleunalongituddeL=100mmydediámetro10mm.

L! = k ∗ S = 8,16 ∗ π ∗ r!! = 8,16 ∗ π ∗ 25 = 72,32mm

Acontinuaciónprocedemosalcálculodelaseparaciónlateral:

𝑺𝒆𝒑𝒂𝒓𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒍𝒂𝒕𝒆𝒓𝒂𝒍 =𝑳 − 𝑳𝑶𝟐

=𝟏𝟎𝟎 − 𝟕𝟐,𝟑𝟐

𝟐= 𝟏𝟑,𝟖𝟒𝒎𝒎

Unavezhechoesto,dividimoslaprobetaenNpartes(10partesenestecaso).

Enellaboratorioapuntamoslosdatosylasdivisionesrealizadasycolocamoslaprobetaencimadelamáquinauniversal.Lavelocidadalaquehayqueponerlamáquinaesa35mm/min.Aquídejounafotografía:

Ahora,unavezquetenemoscolocadalaprobetaenlamáquina,estamospreparadospararealizarlapráctica.Ponemosenmarchala

máquinauniversalyobservamoscomolaprobetasevaalargandoyadquieriendodeformacioneshastaquellegaaromperse.Elresultadoquehemosobtenidodecargamáximaesde3150Kp.Unavezqueseharotolaprobeta,lasacamosdelamáquinayvemosqueseharotofueradelterciocentral.Paraello,secogelamenordistanciadesdedondeseharotoalpuntodecalibración.ProcedemosaloscálculosparasabersiN-nesparoimpar:

Tipo rotura = N− n = 10− 3 = 7 Rotura impar Unavezquesabemosquelaroturaesimpar,calculamossualargamientoconestafórmula: xy = 30mm; yz′ = 24mm; yz′′ = 33mm.

L! = dxy+ dyz! + dyz!! = 30+ 24+ 33 = 87mm

Lafórmulaparacalcularlaresistenciamecánicaeslaquevieneacontinuación:

R! =F!á#S!

=3150(kp)

(π ∗ 25)mm! = 40,11 Kp mm!

Ellímiteelásticosecalculadelasiguientemanera:

e!" =F!"#$F!"#$%&

=315033 = 95,45 Kp mm

𝐿.𝐸.= 𝑑!"#$%&' ∗ 𝑒!" = 24 ∗315033 = 2290,90 𝐾𝑝

Elmódulodeelasticidadsecalculaconestafórmula:

Δ𝑙 = 2𝑚𝑚 ∗ 𝑒!" = 2 ∗ 0,22 = 0,44𝑚𝑚

𝐹 = 𝐷 ∗ 𝑒!" = 21 ∗ 95,45 = 2004,45 𝐾𝑝

𝐸 =𝐹𝑆!

∆𝑙𝐿!=2004,45

25 ∗ 𝜋0,44

87= 5046,28 𝐾𝑝 𝑚𝑚!

Tensión de rotura = R! = d ∗ e!" = 30 ∗ 95,45 = 2863,5 Kp

𝑆𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 𝜋 ∗ 𝑟! = 𝜋 ∗ 3,75! = 44,18 𝑚𝑚!

Etricción =s! − S!"#$%

S!∗ 100 =

π ∗ 25− π ∗ 3,75!

π ∗ 5! ∗ 100

= 43,75%

Probetadechapa:Obtenemos los resultados de: L=100mm,Lo=80mm,e=2mm,b=20mm.Al igual que hemos hecho antes vamos aproceder a dividir la probeta en 10 partesiguales, como en la probeta cilíndrica.Colocaremoslachapaenlamáquina,ajustamosla velocidad a la misma (35mm/min) y laponemosenmarcha.

Tipo rotura = N− n = 10− 6 = 4 Rotura par Calculamosahoraelalargamiento:

Δ𝑙 =

𝐿′! − 𝐿!𝐿!

∗ 100 =105− 80

80 ∗ 100 = 31,25%

Laresistenciamecánica:

𝑅!!!!"#

!!!!"#!" !!",!"# !"/!!!

𝑒!" =𝐹!"#$𝐹!"#$%&

=62511 = 56,82

𝐾𝑝𝑚𝑚

𝐿.𝐸.= 𝑑!"#$%& ∗ 𝑒!" = 8 ∗ 56,82 = 454,56 𝐾𝑝

Paracalcularelmódulodeelasticidad,utilizamos:

Δ𝑙 = 2𝑚𝑚 ∗ 𝑒!" = 2 ∗ 0,38 = 0,76𝑚𝑚

𝐸 =𝐿.𝐸.

𝑆!Δ𝑙

𝐿!=454,56

400,76

72,31= 1196,2 𝑘𝑝/𝑚𝑚!

Porúltimo,paracalcularlatensiónderoturautilizamos:

𝑅! = 𝑑!"#$%& ∗ 𝑒!" = 14 ∗ 56,82 = 796 𝐾𝑝