Laboratorio de Ensayos de MaterialesSec.73Natalia Pichardo Bonilla

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Prof. Laura V. RamrezReporte no.05

1. Objetivos.1.1 General. A partir del procedimiento de los ensayos de tensin y compresin, describir diferentes propiedades mecnicas y cambios del material ocurrido durante la ejecucin del ensayo.1.2 Especficos.- Poder dominar el concepto de ensayo de tensin, comprensin, esfuerzo, deformacin y asociarlo e identificarlos durante la prueba.- Comparar el comportamiento de diferentes materiales bajo el ensayo de tensin y comprensin.- Entender y conocer cada una de las parte de los diagramas de esfuerzo deformacin real e ingenieril.2. Referencias BibliogrficasDonald, A., Fulay, P., & Wendelin, W. (2012). Ciencia e ingeniera de materiales (Sexta edicin ed.). Mxico, D. F.: CENGAGE Learning. Ensayos de materiales. (s.f.). Recuperado el 30 de Diciembre de 2013, de DEMO E-DUCATIVA CATEDU: http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//4750/4913/html/index.html Mdulo de Elasticidad. (s.f.). Recuperado el 31 de Diciembre de 2013, de NEWCOMB SPRING CORP: http://www.newcombspring.com/Spanish/article_elasticidad_sp.html Vesselina, R. (2011). Ciencia de los Materiales: Manual de Prcticas.

3. Equipos Utilizados. Pie de rey Mitutoyo Maquina de ensayo de tensin, compresin, y flexin Instron 3369 Computador Lentes de Proteccin -Software Bluehill2 Norma ASTM E8 Instructivo de manejo de equipo.

4. Materiales Utilizados. Madera:Caoba PerpendicularRoble. Paralela Metal:Aluminio Plstico:HDPE5. Desarrollo5.1 Procedimiento 5.1.1 Prepare una muestra del material asignado (cumpliendo con las medidas segn las normas del ASTM)5.1.2 Introduzca la muestra en la mquina de ensayo.5.1.3 Introduzca los datos requerido por el software para realizar el ensayo.5.1.4 Realice el ensayo5.1.5 Anote los datos.5.2 Resultados.Parte A5.2.1 Trace las curvas cualitativas de esfuerzo ingenieril- deformacin ingenieril para un polmero dctil, un metal dctil, una cermica, un vidrio y el hule natural. Explique su esquema para cada material.Se define esfuerzo como la fuerza que acta por unidad de rea sobre la que se aplica la fuerza. La deformacin unitaria se define como el cambio de dimensin por unidad de longitud. El esfuerzo de tensin es un esfuerzo normal (ocurren cuando la fuerza aplicada acta de manera perpendicular al rea de inters). La tensin ocasiona una elongacin en la direccin de la fuerza aplicada. El diagrama de esfuerzo-deformacin es la curva resultante del ensayo de tensin que representa los valores del esfuerzo y la correspondiente deformacin unitaria producida en la probeta.

Fuente externa. Imagen.5.2.1.1 Polmero Dctil Podemos ver que el polmero primero experimenta una deformacin elstica, aunque esta es mnima, y luego al aumentar la carga aplicada y el esfuerzo sobre el material, este se va deformando plsticamente en un gran por ciento hasta que el material no puede soportar el esfuerzo aplicado, cuando se le sigue aplicando esfuerzo y se supera el punto de fluencia se pasa a la regin plstica y se fractura. 5.2.1.2 Metal Dctil Cuando se comienza a aplicar el esfuerzo a un metal dctil, se inicia el rango elstico, donde la deformacin unitaria y el esfuerzo poseen una relacin lineal. Luego se llega al punto de cedencia, donde termina esta relacin lineal para dar paso al rango plstico.El punto ms alto representa el esfuerzo mximo o esfuerzo ltimo, donde inicia la deformacin plstica, para luego terminar en el esfuerzo de ruptura.

5.2.1.3 Cermica/Vidrio.La parte elstica est compuesta de una curva lineal y la deformacin plstica es bastante mnima en comparacin con su contraparte. Casi no existe deformacin permanente.

5.2.1.4 Hule NaturalEl comportamiento del hule natural en presencia de esfuerzos es muy similar al de un elastmero, diferente a otros materiales polimricos. Hay una gran porcin elstica y no lineal. Aqu, las grandes deformaciones elsticas se deben al enredo y desenredo de las molculas polimricas semejantes a resortes.

5.2.2 Defina esfuerzo real y deformacin real. Comprelos con esfuerzo ingenieril y deformacin ingenieril.Basndonos en el libro de texto de la materia el esfuerzo real se define como la carga dividida entre el rea instantnea sobre la cual acta la carga. Mientras que la deformacin real es la elongacin por unidad de longitud calculada utilizando las dimensiones instantneas.La deformacin real dice, dL/L, donde dL es el cambio incremental de longitud y L es la longitud real de escala en el momento en que se determina la variacin.En comparacin, la diferencia entre el esfuerzo y deformacin real y la ingenieril, es que, tanto el esfuerzo como deformacin real trabajan con el rea instantnea sobre la que se le aplica la fuerza (se toma en cuenta el cambio de rea), mientras que la deformacin y esfuerzo ingenieril solo toma el rea original como referencia.

Parte B 5.2.3 Conocer el manual de funcionamiento de la mquina de ensayos Instron 3369.La mquina universal de ensayos Instron 3369 nos permite efectuar una gran cantidad de ensayos como de tensin, flexin y compresin y a una gran cantidad de materiales: plsticos, metales, materiales biomdicos, materiales compuestos, elastmeros, componentes, automocin, aeroespacial, textiles, etc. Estos ensayos se caracterizan por ser destructivos. Las probetas se someten a un esfuerzo, mientras el software de la maquina grafica la curva esfuerzo-deformacin para obtener las propiedades mecnicas buscadas. La probeta se ajusta entre dos mordazas: una mvil y otra inmvil. Es importante mencionar que la mordaza mvil se mueve con una velocidad asignada y que debe seguir lo planteado por el instructivo del equipo. Igualmente el equipo por medio del software que utiliza, antes del ensayo, demanda algunos datos del material que ser analizado como lo son el ancho, espesor, la carga que se va a utilizar.5.2.4 Conocer el Software Bluehill para realizar los ensayos de compresin, tensin. Este software proporciona las capacidades necesarias para manejar los requisitos de ensayos de traccin, compresin, flexin, pelado, desgarramiento, friccin y cclicos simples estandarizados con rapidez y eficacia. Tiene un diseo intuitivo tipo Web lo que lo hace ms fcil de usar para ejecutar ensayos, analizar los resultados y compartir los datos obtenidos.

Se caracteriza por proporcionar los datos necesarios de manera fcil y rpida. Los ensayos se pueden empezar con dos pasos y ya el control del ensayo, la adquisicin de datos, las grficas, clculos y la generacin de informe los realiza automticamente. Cualquier resultado del ensayo que est fuera de lo previsto se marca inmediatamente.

Sobre la seguridad, el sistema se detiene automticamente si se exceden los lmites de lo especificado. 5.2.5 Con la grafica de esfuerzo-deformacin obtenida, determine: (CALCULOS)-5.2.3.1 Resistencia a la Tensin (compresin)-5.2.3.2 Resistencia a la rotura.-5.2.3.3 Modulo de elasticidad.-5.2.3.4 Elongacin en por ciento.-5.2.3.5 Deformacin Real.-5.2.3.6 Reduccin de rea.-5.2.3.7 Modulo de resilencia.-5.2.3.8 Esfuerzo de cedencia.

1.

1.

1.

1.

1. Reduccin del rea= -0.64/0.000034= -1.78%

1. U=

1.

1.

1.

1.

1.

1. Reduccin del rea= 0.1825%

1. U=

1.

1.

1.

1.

1.

1. Reduccin del rea=

1. U=1.

a.

b.

c.

d.

e. Reduccin del rea=

f. U=

g.

6. ConclusinAl final esta prctica se concientiza sobre la importancia de un buen ensayo de materiales para la obtencin de propiedades mecnicas y para evaluar el comportamiento de los materiales bajo esfuerzos de tensin y compresin.

Los ensayos se hicieron en la mquina universal de ensayos Instron 3369, apoyados en su instructivo de manejo que a travs del software Bluehill 2 nos demandaba algunos parmetros de las probetas como el largo, ancho, profundidad, temperatura; y mediante la norma ASTM E8 utilizamos probetas normalizadas.

Se conoci el comportamiento de materiales metlicos, polimricos, cermicos, vidrios y elastmeros con el diagrama esfuerzo-deformacin caracterstico de cada uno de estos tipos de materiales. Estos diagramas comparndolos con los diagramas que resultaron del ensayo de tensin y compresin de los materiales en el laboratorio, mostraron analoga en su comportamiento.

Bajo el ensayo de tensin se analiz metales como el acero, y cobre; polimricos y compuestos como el roble y caoba (madera). En estos ltimos, estratgicamente se ubicaron en la mquina de forma que las fibras quedaran primero de manera perpendicular y luego paralela a los esfuerzos de tensin que se le aplicaron.

El aluminio, en este caso ensayamos con un mayor esfuerzo lo que lo hace de manera dctil y resistente. El acero es un material tiene propiedades bastante importantes para su uso en la ingeniera, entre estas se recalcan su maleabilidad, ductilidad, tenacidad y la facilidad con la que puede mecanizarse y soldarse. El plstico presento un esfuerzo mximo de 63.80MPa. Tericamente son polmeros orgnicos lo cuales son plsticos o se puede darse el lujo de deformarse y conseguir una forma deseada.

La madera, se pudo ver cmo reaccion de manera frgil a los esfuerzos de tensin. La madera mostr una gran resistencia cuando fue colocada de manera paralela a los esfuerzos de tensin, sin embargo al colocarla de manera perpendicular la resistencia fue mnima. El conocimiento de esta caracterstica de las maderas puede ayudar a los constructores y carpinteros a elaborar objetos y piezas ms resistentes.