9. Tension - Curva esfuerzo deformación, para materiales dúctiles, isotropicos y homogéneos. PDF

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Curva esfuerzo deformación, para materiales dúctiles, isotropicos y homogéneos. ...

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Prueba de tensión del acero a-242 (alambrón) Materia: _______________

Profesor:________________________________

Fecha:_________________

Numero de equipo:_______________________

Integrantes del equipo: ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Introducción El ensayo de tensión llamado también ensayo de tracción de un material, consiste en someter a una probeta normalizada realizada con dicho material, a un esfuerzo axial de tensión creciente hasta que se produce su ruptura. Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática aplicada lentamente. Las velocidades de deformación en un ensayo de tensión suelen ser muy pequeñas. Objetivo: Construir la gráfica esfuerzo-deformación para el acero A-242 (Alambrón), a partir de una prueba de tensión y determinar las principales propiedades mecánicas. Base teórica Principales propiedades mecánicas: a) Límite proporcional b) Límite elástico d) Esfuerzo máximo

(σp) (σe) (σm)

e) Esfuerzo de ruptura f) Módulo de elasticidad g) Esfuerzo de fluencia

(σb) (E) (σy)

En un ensayo de tensión pueden determinarse diversas características de los materiales elásticos: Limite de proporcionalidad: valor de la tensión por debajo de la cual el alargamiento es proporcional a la carga aplicada Límite elástico (límite elástico convencional o práctico): valor de la tensión a la que se produce un alargamiento prefijado de antemano (0,2%, 0,1%, etc.) en función del extensómetro empleado

Límite elástico aparente ó límite de fluencia: valor de la tensión que soporta la probeta en el momento de producirse el fenómeno de la cedencia o fluencia. Este fenómeno tiene lugar en la zona de transición entre las deformaciones elásticas y plásticas y se caracteriza por un rápido incremento de la deformación sin aumento apreciable de la carga aplicada. Esfuerzo de ruptura o resistencia a la tensión: esfuerzo máximo resistido por la probeta dividida por el área de la sección transversal inicial de la probeta. Modulo de elasticidad o Módulo de Young,c orresponde a la pendiente de la curva s - e, en la región elástica, su planteamiento se basa en la ley de Hooke. Coeficiente de Poisson, que cuantifica la razón entre el alargamiento longitudinal y el acortamiento de las longitudes transversales a la dirección de la fuerza. Alargamiento de ruptura: incremento de longitud que ha sufrido la probeta. Se mide entre dos puntos cuya posición está normalizada y se expresa en tanto por ciento. Estricción: es la reducción de la sección que se produce en la zona de la ruptura.

Probeta de cobre antes del ensayo de tensión por computadora.

Ruptura de una probeta de cobre en el ensayo de tensión.

Intervalo elástico

Gráficas que se obtiene de los resultados del ensayo de tensión.

Esfuerzo unitario

Intervalo plástico

M

B

Y P

s O

Deformación unitaria Y

R sY

C Ruptura

 0.2% desplazamiento

Desarrollo 1. Tomar una probeta de acero tipo A-242 (Alambrón) de diámetro ¼” y longitud de 30 cm. 2. Marcar la longitud de ensaye en la probeta, correspondiente al tercio medio de la misma. 3. Instalar la probeta sobre el dispositivo de fijación, cuidando de que quede perfectamente fija para evitar deslizamientos. 4. Colocar el micrómetro sobre la prensa para medir deformaciones verificando que su lectura inicial marque ceros. 5. Elegir 2 alumnos del grupo para que den las lecturas, uno del micrómetro y otro del display de la máquina universal, se les pedirá que los datos los den primero de 10 en 10 una vuelta de la aguja, luego de 50 en 50, 3 vueltas y posteriormente de 100 en 100 hasta terminar la prueba; y el resto del grupo hará las anotaciones en la tabla 1 A. 6. Encender la máquina universal y el tablero electrónico de control. 7. Definir el rango de carga máxima. (Carga Máxima) 8. Escoger el sistema de unidades que se empleará en la prueba. 9. Escoger el sistema de unidades que se empleará en la prueba. En este caso se escogerá . 10. Definir la fecha y hora en que se va a realizar el ensaye. (MMDDYY) 11. Definir la velocidad de carga en lb/seg (kN/seg). En este caso elija 5 lb/seg (20 kN/seg) 12. Registrar las dimensiones de la probeta a ensayar.

(Diámetro)x(Longitud): .25”x 8” 13. Aplicar carga gradualmente. 14. Registrar las cargas correspondientes a los intervalos de las deformaciones indicadas en el paso 15, hasta que se logre la total deformación y ruptura de la probeta. 15. Realizar los cálculos utilizando las ecuaciones propuestas en la teoría y obtener los datos que se indican en la tabla 1 A 16. Graficar los puntos obtenidos en la tabla 1A y obtener la curva esfuerzo-deformación como se indica en la Gráfica 1.A. 17. A partir del diagrama esfuerzo-deformación, obtener las propiedades mecánicas que se mencionan en el objetivo de la práctica.

ANÁLISIS Y RESULTADOS Es necesario realizar los cálculos que se te piden en el llenado de la tabla A1 y para tal efecto se te proponen las siguientes ecuaciones. DEFORMACION TOTAL   LF  L0

ESFUERZO NORMAL s 

DEFORMACIÓN UNITARIA

F A0

e

LF  L0 x100 Lo

MODULO DE ELASTICIDAD s Y E  e X

Cálculos:

TABLA 1A, Para el registro de datos obtenidos de un ensaye de tension del acero

Carga Axial

Lectura

Carga Axial

Def. Total

Esf. Normal

Def. unitaria

N (lb)

Micrómetro (mm)

N (Kg)

δ (mm)

σ (Kg/cm2)

ε (mm/mm)

GRAFICA 1A: Obtén la curva de ESFUERZO - DEFORMACIÓN del acero A-242 con los datos obtenidos en la tabla de resultados, anota las partes según se indican en la curvas de las gráficas de la teoría.

E S F U E R Z O (σ) DEFORMACIÓN UNITARIA ( )...