Ensayo de traccion i
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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: