Ensayo de tracción | 87/93 | UPV

Introducción

Resumen de la sección: En esta sección, el profesor presenta el tema del ensayo de tracción y los diferentes tipos de esfuerzos que se pueden distinguir.

Tipos de esfuerzos

• Se pueden distinguir varios tipos de esfuerzos: tracción, compresión, flexión y cortadura.

• Las figuras muestran cómo se distribuyen las fuerzas para cada uno de estos tipos de esfuerzos.

Normativas

• Existen diferentes normativas para este ensayo, como la UNE 10.002 para materiales metálicos, la UMH ES Técnico 64 para materiales metálicos a temperatura elevada, la UNE EN ISO 527 para plásticos y la UNE EN ISO 527 para elastómeros.

• Para materiales cerámicos no es aplicable este tipo de ensayo.

Máquina de ensayo

• La máquina debe cumplir con ciertos requisitos: alcanzar la fuerza necesaria para romper la probeta, ser capaz de controlar la velocidad de deformación y registrar tanto la fuerza aplicada como la deformación.

• Los principales componentes son las tenazas (de muelle o transforma cónica) y el martes y registro de datos.

La probeta

Resumen de la sección: En esta sección, el profesor habla sobre las características y dimensiones que deben tener las probetas utilizadas en el ensayo.

Dimensiones y formas

• Las dimensiones iniciales deben ser observadas antes del ensayo.

• Deben garantizarse roturas dentro de las marcas establecidas por la norma.

• Se pueden utilizar probetas de sección rectangular, circular o con marcas.

Extracción

• En el punto máximo del diagrama tensión-deformación, se observa cómo la reducción de sección se sitúa en un punto en concreto.

• Este fenómeno se le conoce como extracción.

Realización del ensayo

Resumen de la sección: En esta sección, el profesor explica cómo realizar el ensayo de tracción y qué información puede obtenerse a partir del diagrama fuerza-alargamiento.

Procedimiento

• Colocar la probeta entre las tenazas.

• Aplicar una carga constante y alargar.

• Registrar tanto la fuerza aplicada como la deformación.

Diagrama fuerza-alargamiento

• El diagrama muestra cómo varía la fuerza aplicada a medida que se alarga la probeta.

• A partir del diagrama, es posible obtener información sobre el límite elástico y las propiedades mecánicas del material.

Diagrama tensión-deformación

Resumen de la sección: En esta sección, el profesor habla sobre el diagrama tensión-deformación y las propiedades mecánicas que pueden obtenerse a partir de él.

Tensión y deformación unitaria

• La tensión se define como la fuerza aplicada dividida por la superficie inicial de la probeta.

• La deformación unitaria se define como el alargamiento dividido por la longitud inicial de la probeta.

• Eliminando el factor geométrico de la probeta, podemos hablar de propiedad del material en lugar de propiedad de probeta.

Zonas del diagrama

• El diagrama se divide en dos zonas: la zona elástica y la zona plástica.

• En la zona elástica, el material se comporta como un muelle y recupera su forma inicial cuando se elimina la carga aplicada.

• En la zona plástica, el material no recupera su forma inicial y puede deformarse permanentemente.

Propiedades mecánicas

• A partir del diagrama tensión-deformación, es posible obtener información sobre el límite elástico, la resistencia a la tracción y otras propiedades mecánicas del material.

Ley de ajuste y propiedades mecánicas

Resumen de la sección: En esta sección se explica la relación entre tensión y deformación en un material, así como las propiedades mecánicas que pueden ser determinadas a través de una prueba de tracción.

Relación entre tensión y deformación

• La ley de ajuste representa la relación entre tensión y deformación unitaria.

• El módulo elástico es la constante de proporcionalidad entre la tensión y la deformación unitaria en la zona elástica.

• En la zona plástica, las deformaciones son permanentes y no existe una proporcionalidad lineal entre tensiones aplicadas y deformaciones producidas.

Propiedades mecánicas obtenidas a partir de una prueba de tracción

• Tensión de rotura: máxima tensión que soporta el material antes de romperse.

• Alargamiento a rotura: medida relativa del alargamiento del material hasta su rotura.

• Reducción de área: medida relativa del cambio en sección transversal del material después de su rotura.

• Área bajo curva tensión-deformación: indicativa de la energía absorbida durante el ensayo, lo que permite determinar la tenacidad del material.

Diagrama tensión-deformación real

• Si consideramos que la sección transversal disminuye a medida que se alarga la probeta, podemos construir un diagrama tensión-deformación real.

• Las expresiones que relacionan los valores convencionales con los reales son:

• Tensión real = (1 + Deformación unitaria) x Tensión convencional

• Deformación real = ln(1 + Deformación unitaria)

Comparación entre diagramas tensión-deformación

Resumen de la sección: En esta sección se comparan los diagramas tensión-deformación convencional y real.

Diagrama tensión-deformación convencional

• Se utiliza la longitud inicial constante de la probeta y la sección transversal inicial constante.

• La deformación unitaria es igual al cociente entre el alargamiento de la probeta y su longitud inicial.

• El módulo elástico es constante en toda la zona elástica.

Diagrama tensión-deformación real

• Se considera que la sección transversal disminuye a medida que se alarga la probeta y que su longitud aumenta.

• Las expresiones que relacionan los valores convencionales con los reales son:

• Tensión real = (1 + Deformación unitaria) x Tensión convencional

• Deformación real = ln(1 + Deformación unitaria)

• El módulo elástico varía a lo largo del ensayo, siendo mayor en las primeras etapas.