EMBED Equation.DSMT4

EMBED Equation.DSMT4 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERA

Departamento de Ingeniera Mecnica

INGENIERIA DE EJECUCIN EN MECANICA

PLAN 2002GUIA DE LABORATORIO

ASIGNATURAResistencia de MaterialesNIVEL 04EXPERIENCIA E981ENSAYO DE TRACCION HORARIO: MARTES: 9-10-11-12

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERA

Departamento de Ingeniera Mecnica

PPP/JBC ENSAYO DE TRACCION

1.OBJETIVO GENERALFamiliarizar al alumno con el ensayo de traccin uniaxial para determinar propiedades fsicas de los materiales y conocer su aplicacin en el campo industrial, ya sea para medir constantes elsticas y propiedades de los materiales o controlar la calidad de diferentes aceros y aleaciones desarrollada por la industria manufacturera.

2.OBJETIVOS ESPECFICOSa)Capacitar al alumno para identificar en el laboratorio las diferentes mquinas de ensayo universal. Entre ellas, se puede identificar mquinas de ensayo de traccin de baja compliancia (baja flexibilidad) y, de alta compliancia (alta flexibilidad), con accionamiento hidrulico y accionamiento a travs de tornillos, respectivamente.b)Capacitar al alumno en el ensayo normalizado de traccin segn norma nacional proporcionada por el Instituto Nacional de Normalizacin (INN) y aplicacin del Sistema Internacional de Unidades (SI) para expresar diversas magnitudes fsicas.c)Familiarizar al alumno con las definiciones bsicas de la resistencia de los materiales tales como esfuerzos, elongacin, deformacin, diagrama de fuerza versus deformacin, fractura en material frgil y fractura en material dctil.

d)Determinar el esfuerzo o tensin de proporcionalidad, el lmite elstico, el esfuerzo de fluencia, el esfuerzo mximo y el esfuerzo de ruptura.e)Determinar la deformacin en puntos singulares del diagrama fuerza versus deformacin. f)Capacitar al alumno en la determinacin del mdulo de elasticidad o mdulo de Young.3.INTRODUCCIN TERICA3.1 Ley de HookeLa ley de Hooke relaciona la fuerza axial P aplicada, la longitud L de la probeta, la seccin transversal A, el mdulo elstico del material y la elongacin L correspondiente a una longitud inicial Lo.Lo anterior se puede expresar mediante la siguiente ecuacin:

3.2 Definicin de esfuerzo y deformacin

La tensin nominal en una probeta sometida a la fuerza axial P y que tiene una seccin transversal Ao est definida por:

La deformacin convencional (ingenieril o aritmtica) se define por la razn entre la elongacin y la longitud inicial de la probeta.

La deformacin real se define por el logaritmo natural de la razn entre la longitud

total L y la longitud inicial Lo, es decir:

EMBED Equation.DSMT4

EMBED Equation.DSMT4 Lo anterior es una consecuencia de la integracin de la ecuacin diferencial:

La tensin real se define por la razn entre la fuerza axial P y la seccin transversal A, esto es:

3.3 Hiptesis de la conservacin del volumenSi por hiptesis se considera que el volumen se mantiene constante, en un ensayo de traccin, debe cumplirse:

De las ecuaciones anteriores se obtiene:

3.4 Diagrama de esfuerzos

El diagrama de esfuerzos es fundamental para determinar las propiedades fsicas de los materiales. En el diagrama, indicado en la figura 1, se pueden distinguir el lmite de proporcionalidad, el lmite de fluencia y el lmite de ruptura.

Figura 1 Diagrama de fuerza versus alargamiento de la probeta3.5 Probeta de ensayoLa figura 2 indica las dimensiones de una probeta normalizada.

Figura 2 Dimensiones de la probeta3.6 Campos de aplicacin

El ensayo normalizado de traccin es uno de los ms bsicos en lo que se refiere a la determinacin de propiedades de los materiales y evaluacin de sus constantes elsticas, tales como: Mdulo de Young y razn de Poisson. Dicho ensayo se puede aplicar a los aceros, aleaciones, maderas, hormigones, plsticos y materiales compuestos. Tambin se puede aplicar este ensayo para medir otras propiedades, tales como: resistencia de soldaduras, uniones, adhesivos, etc. 4.DESCRIPCIN DEL METODO A SEGUIR4.1Medicin del dimetro inicial de las probetas de acero, aluminio, bronce y latn. Registro de su longitud inicial.4.2Reconocer los componentes constitutivos de la mquina de ensayos universales, tales como: Marco de carga, mordazas, sistema hidrulico de potencia y registro del diagrama de esfuerzos versus elongacin, de acuerdo a la aplicacin especificada por el profesor.4.3Calibracin de la mquina y variables a controlar. Eleccin adecuada del disco contrapeso para conocer la fuerza a fondo de escala. 4.4Ejecucin del ensayo normalizado de traccin asistidos por el profesor, los alumnos registran las fuerzas singulares que se presentan en el ensayo de traccin.4.5Obtencin del diagrama esfuerzo versus elongacin para cada uno de los ensayos efectuados.

5TEMAS DE INTERROGACIN

6.1 Definicin de mdulo de elasticidad o mdulo de Young

6.2 Lmite de proporcionalidad y lmite de fluencia.

6.3. Esfuerzo de fluencia y esfuerzo de ruptura.

6.4 Deformacin longitudinal.

6 EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR, capacidad 10 toneladas, pi de metro y micrmetro.Probetas normalizadas de acero, aluminio, latn y bronce.

En la fotografa 1 se muestra la mquina universal de ensayos.

Fotografa 1 Mquina universal de ensayos

7.CONTENIDO DEL INFORME7.1Caractersticas tcnicas y funcionalidad de la mquina universal de ensayos empleada en el ensayo de materiales.7.2Breve descripcin del mtodo empleado.7.3Diagrama fuerza versus elongacin, obtenido directamente de la mquina de ensayos.7.4 Determinacin cualitativa en el grfico del punto de proporcionalidad, el lmite de fluencia y el punto de ruptura.7.5 Determinacin numrica del esfuerzo de proporcionalidad, esfuerzo de fluencia, esfuerzo mximo y esfuerzo de ruptura.

7.6 Determinacin del porcentaje de alargamiento de rotura.

7.7 Determinacin del porcentaje de reduccin de rea.

7.8 Anlisis de los resultados, comentarios y conclusiones personales.

7.9 Referencia bibliogrfica.7.10El apndice debe contener lo siguiente:A.1Desarrollo de los clculos.A.2Presentacin de resultados.A.3Grficos.8.BIBLIOGRAFA

Norma Chilena Oficial

NCh200Productos metlicos

Ensayo de TraccinInstituto Nacional de NormalizacinTcnicas de laboratorios para pruebas de materialesKeyser, Carl A.

Ed. Limusa Wiley

Ensaye e inspeccin de los materiales en ingeniera

Davis, Troxell Wiskocil

Compaa Ed. Continental, S.A.

Ensayo de materiales y control de defectos en la industria del metal

H. Studemann

Ediciones UrmoSitios web:

http://es.wikipedia.org/wiki/traccinhttp://docencia.udea.edu.co/ensayo de traccinhttp://www.mecanicainfo.comPAGE 6

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