1

CARRERA DE ING. EN MANTENIMIENTO ÁREAINDUSTRIAL

DOCENTE: OSCAR MELO ORTEGA

ENSAYOS DESTRUCTIVOS

8º C

INVESTIGACION

(ENSAYO DE TENCIÓN)

PRESENTAN:

TOLENTINO IBARRA SALVADOR LAZCANO DIEGO MANUEL ORTIZ SALAS MARCO ANTONIO CARRILLO PEREZ ARMANDO ROMERO MORALES ALVARO MARTINEZ GUSTAVO SIMON SAMPAYO MEJIA LUIS OMAR EDDIE BARRERA GONZALEZ

XICOTEPEC DE JUÁREZ, PUEBLA.; 13 DE FEBERO DE 2015.

2

ÍndiceIntroducción.............................................................................................3

Palabras claves.........................................................................................3

Objetivo general......................................................................................3

Objetivo específico...................................................................................3

Marco teórico..........................................................................................4

Estandarización........................................................................................4

Muestra No Tensionada Y Muestra Tensionada....................................5

Esfuerzo y deformación ingenieriles........................................................5

Ecuaciones...............................................................................................5

Diagrama de esfuerzo-deformación.........................................................6

Deformación elástica................................................................................6

Deformación plástica................................................................................7

Resistencia a la tensión............................................................................7

Fluencia o cadencia:.................................................................................7

Ductilidad.................................................................................................7

Módulo de elasticidad o de Young...........................................................8

Tenacidad.................................................................................................8

¿Para qué nos sirve?.................................................................................8

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO.............................................................9

EQUIPO A UTILIZAR..............................................................................10

Maquina universal de ensayos...............................................................10

Calibrador de Vernier.............................................................................10

Probetas.................................................................................................11

BIBLIOGRAFIA.......................................................................................11

3

Introducción.

Generalmente los ensayos que se utilizan para conocer las propiedades de los materiales son de tipo destructivos, este es el caso del ensayo de tensión el cual es utilizado para medir la resistencia de un material a una fuerza que se aplicada lentamente. Esta prueba consiste en alargar una probeta de ensayo por fuerza de tensión, ejercida gradualmente, con el fin de conocer ciertas propiedades mecánicas de materiales en general: su resistencia, rigidez y ductilidad.

A partir de los resultados obtenidos del ensayo para cierto material podemos extender dichas propiedades a cualquier tipo de estructura. En el ensayo de tensión la fuerza de tensión se aplica sobre una probeta de forma cilíndrica y tamaño normalizado, que se maneja universalmente.

Palabras claves.

Esfuerzo, resistencia, rigidez, ductilidad, módulo de elasticidad.

Objetivo general.Conocer algunas propiedades como la ductilidad, rigidez y resistencia de un material a partir de una muestra que es sometida a una fuerza por medio de una prensa.

Objetivo específico.Determinar los esfuerzos y deformaciones de las muestras.

4

Marco teórico

Para conocer las cargas que pueden soportar los materiales, es necesario efectuar ensayos que nos permitan medir su comportamiento en distintas situaciones. El ensayo de tensión o tracción es de gran importancia para medir la resistencia a la tensión de materiales este consiste, en colocar una probeta en una máquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra móvil. Se procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza móvil.

Estandarización.

Estandarización de las probetas bajo norma ISO 527-1/-2Para probetas cuadradas

Dimensiones probetas circulares

G=longitud calibrada 50 mm

D= diámetro sección calibrada

13mm

5

R= radio zona transición 10mm

A= longitud zona reducida 60mm

L= longitud total aproximada

125mm

P= longitud zona sujeción 35mm

C= diámetro zona sujeción

20mm

Muestra No Tensionada Y Muestra Tensionada

Esfuerzo y deformación ingenieriles

Los resultados de un solo ensayo se aplican a todos los tamaños y secciones transversales de especímenes de determinado material, siempre que se convierta la fuerza en esfuerzo, y la distancia entre marcas de calibración se convierta a deformación. El esfuerzo ingenieril (lb/pul^2) y la deformación ingenieril (pul/pul) se definen con las siguientes ecuaciones:

Ecuaciones

6

Esfuerzo ingenierilσ=FA0

(Pa)

Deformación ingenieril Ɛ=l−l0l0

Donde:

F=fuerza aplicada.

A0 = área transversal

L= longitud final

Lo= longitud inicial

Diagrama de esfuerzo-deformación

El Diagrama Esfuerzo – Deformación es utilizado cuando se lleva a cabo el ensayo de Tensión. Este tipo de graficas se pueden hacer con los datos calculados esfuerzo-deformación ingenieriles, o con los datos correspondientes a esfuerzo – deformación reales.

En la curva podemos distinguir dos regiones:

Zona elástica: La región a bajas deformaciones (hasta el punto P), donde se cumple la Ley de Hooke:σ=E∗ε(E = modulo elástico).

7

Zona plástica: A partir del punto E. Se pierde el comportamiento lineal, el valor de tensión para el cual esta transición ocurre, es decir, se pasa de deformación elástica a plástica, es el Límite de Elasticidad, σy, del material.

Deformación elástica.

En esta zona las deformaciones se reparten a lo largo de la probeta, son de pequeña magnitud y, si se retirara la carga aplicada, la probeta recuperaría su forma inicial. Ley de Hooke: Aplica solamente a la zona elástica de los materiales y dice que el esfuerzo axial (σ) es directamente proporcional a la deformación unitaria axial (ξ) y que la constante de proporcionalidad entre los dos es el módulo de elasticidad.

σ=E∗ε

Deformación plástica

Definimos como plasticidad a aquella propiedad que permite al material soportar una deformación permanente sin fracturarse. Todo cuerpo al soportar una fuerza aplicada trata de deformarse en el sentido de aplicación de la fuerza. En el caso del ensayo de tensión, la fuerza se aplica en dirección de su eje y por eso se denomina axial, la probeta se alargara en dirección de su longitud

Resistencia a la tensión

La Resistencia a Tensión es la tensión en el máximo del diagrama tensión-deformación nominal. Esto corresponde a la máxima tensión que puede ser soportada por una estructura a tracción; si esta tensión es aplicada y mantenida, se producirá la rotura. Hasta llegar a este punto, toda la deformación es uniforme en la región estrecha de la probeta. Cuando se alcanza la tensión máxima, y se mantiene la fuerza sobre la probeta esta posteriormente se fracturara. Esta la podemos calcular así:

8

σ= FA0

(Pa)

Fluencia o cadencia:Es la deformación brusca de la probeta sin incremento de la carga aplicada. Este esfuerzo se da en el límite de la zona de deformación elástica y la zona de deformación plástica.

Ductilidad

Es una medida del grado de deformación plástica que puede ser soportada hasta la fractura. Un material que experimenta poca o ninguna deformación plástica se denomina frágil. La ductilidad puede expresarse cuantitativamente como alargamiento relativo porcentual, o bien mediante el porcentaje de reducción de área. El alargamiento relativo porcentual a rotura, %EL, es el porcentaje de deformación plástica a rotura.

%EL=( l−lol )∗100

Módulo de elasticidad o de Young

Es la pendiente de la curva esfuerzo-deformación en su región elástica. Esta relación es la ley de Hooke:

E=σ / Ɛ

El módulo es una medida de la rigidez del material. Un material rígido, con un alto módulo de elasticidad, conserva su tamaño y su forma incluso al ser sometido a una en la región elástica.

Tenacidad

La tenacidad de un material es un término mecánico que se utiliza en varios contextos; en sentido amplio, es una medida de la capacidad de

9

un material de absorber energía antes de la fractura. La geometría de la probeta así como la manera con que se aplica la carga son importantes en la determinación de la tenacidad.

¿Para qué nos sirve?

La prueba de ensayo de tensión permite conocer las características de un material cuando se somete a esfuerzos de tracción. El objetivo es determinar la resistencia a la rotura y las principales propiedades mecánicas del material.

Los datos obtenidos en el ensayo deben ser suficientes para determinar esas propiedades, y otras que se pueden determinar con base en ellas. Por ejemplo, la ductilidad se puede obtener a partir del alargamiento y de la reducción de área.

Alargamiento

El alargamiento es el aumento en la longitud calibrada en una probeta después de la prueba de tensión que comúnmente se expresa en porcentaje de la longitud calibrada inicial.

Límite de fluencia

El límite de fluencia, es el primer punto detectable, a partir del cual hay un aumento notorio en la deformación, sin que se acuse un aumento en el esfuerzo aplicado a la probeta. En los metales es el punto, a partir del cual se produce una deformación permanente notable y aparecen por tanto deformaciones plásticas irreversibles.

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO.

10

Se anotan las medidas correspondientes iníciales a la probeta a ensayar. Se le hacen las marcas a la probeta para ver en el término del ensayo hasta que medida termino.

Se prepara la máquina de ensayo y se colocan los aditamentos correspondientes usados para sujetar la probeta. Se procede a bajar la máquina para que sujete la probeta de la manera correcta verificar que quedo más recta posible.

Se le coloca el seguro al gato y se comienza a bombear de modo gradual; cuando se llegue a la posición ligeramente por encima de 0 psi, se establecerá el punto inicial de la prueba, de esta manera se puede registrar en las tablas la lectura inicial del calibrador instalado en la máquina.

Accionar de nuevo el gato hasta lograr una lectura en el manómetro de 200 Psi. Posteriormente se procede a consignar en la tabla de toma de datos la lectura del calibrador y el diámetro de la probeta, de 200 en 200 psi.

Este procedimiento se repite hasta encontrar de manera experimental el punto. Una vez encontrado este punto dentro de la práctica se procederá a aplicar presiones pequeñas de manera lenta, para lograr con esto captar las variaciones de presiones y poder consignar de esta manera los datos en las respectivas tablas.

Se afloja el gato, la mesa móvil superior retorna a su posición inicial y se aflojan las mordazas de la máquina.

Una vez se cuenten con todos los datos experimentales, el estudiante procederá a realizar los cálculos pertinentes y de esta manera realizar el análisis de los resultados obtenidos en la práctica.

EQUIPO A UTILIZAR

Maquina universal de ensayos

La máquina de ensayo de tensión (máquina universal) cuenta con un marco en el cual se encuentran dos mordazas: una fija y una móvil. La mordaza móvil, por lo general, se mueve mediante un tornillo sin

11

fin o un mecanismo hidráulico. Como datos de entrada requiere la longitud calibrada y el área de sección transversal de la probeta para posteriormente generar la gráfica esfuerzo-deformación.

Calibrador de Vernier

Para tomar las medidas de las probetas con las que se realizara el ensayo.

Probetas.

Son las muestras a las que les va a realizar el estudio.

12

BIBLIOGRAFIA

•ASKELAND, Donal R., “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, Thomson Editores. México, 1998.•William F. Smith. Tercera edición. Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales.

•William D. Callister Jr. Editorial Reverte S.A. Introducción a la ciencia e ingeniería de