INSTITUTO TECNOLÓGICO DE

QUERÉTARO

INGENIERÍA MECÁNICA

PROF. JOSÉ PEDRO OBREGÓN ZAINOS

PRUEBA DE TENSIÓN

MARLA ANDREA DORANTES LAZCANO

OBJETIVO:

El objetivo de esta prueba es determinar la resistencia a la rotura y las principales

propiedades mecánicas del material que es posible apreciar en el diagrama carga-

deformación, así se podrá observar el comportamiento de un acero 1018 al ser sometido a

una prueba de tensión.

MATERIALES

Probeta de acero 1018

Maquina Universal

Vernier

Punto de golpe

INTRODUCCIÓN

El comportamiento de los materiales por el ensayo de tracción, es muy útil para saber

ciertas propiedades mecánicas, es usado en el campo de diseño, metalurgia y sobretodo

en el ámbito de la ingeniería. Estas propiedades mecánicas son por ejemplo: el esfuerzo

de fluencia, resistencia a la tensión, resistencia a la fractura, módulo de elasticidad, etc.

Desarrollaremos un ensayo de tensión a un acero SAE 1018(A-36 Cool roll) para conocer

las características de éste material cuando se somete a esfuerzos de tensión para

encontrar lo siguiente:

Límite elástico

Punto de fluencia

Límite de fluencia

Resistencia a la fatiga

Punto de fractura

Los datos obtenidos en el ensayo deben ser suficientes para determinar esas propiedades,

y otras que se pueden determinar con base en ellas.

DEFINICIONES

Carga Máxima: es el máximo valor que alcanza la carga durante la prueba

Carga de Ruptura: carga bajo la cual el material colapsa por ruptura.

Deformación: Describe la deformación plástica permanente antes de la falla (es decir, no

incluye la deformación elástica que desaparece después de la fractura).

Reducción porcentual de área (Porcentual): describe la cantidad de adelgazamiento que

sufre el espécimen durante el ensayo en dicho punto.

% reducción en área: –

Donde:

AO: Es el área transversal inicial

AF: Es el área transversal final en la superficie de la fractura

Elongación

% de elongación: –

Donde:

lO: Es la distancia entre las marcas de calibración

lF: Es la distancia entre las marcas de calibración después de que se ha roto el espécimen

Modulo de Young: el modulo elástico, E, representa su resistencia a la deformación

elástica, y se manifiesta como la cantidad de deformación durante la utilización normal del

material por debajo de su límite elástico.

Curva tensión-deformación

1. Deformaciones elásticas: 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.

2. Fluencia o cedencia: Es la deformación brusca de la probeta sin incremento de la

carga aplicada.

3. Deformaciones plásticas: si se retira la carga aplicada en dicha zona, la probeta

recupera sólo parcialmente su forma quedando deformada permanentemente. Las

deformaciones en esta región son más acusadas que en la zona elástica.

4. Estricción: llegado un punto del ensayo, las deformaciones se concentran en la

parte central de la probeta apreciándose una acusada reducción de la sección de la

probeta, momento a partir del cual las deformaciones continuarán acumulándose

hasta la rotura de la probeta por ese zona.

LEY DE HOOKE

La ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos del

estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario que experimenta un

material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada F:

Siendo:

δ el alargamiento,

L la longitud original,

E: módulo de Young,

A la sección transversal de la pieza estirada

La ley se aplica a materiales elásticos hasta un límite denominado límite elástico.

Esta ley recibe su nombre de Robert Hooke, físico británico contemporáneo de Isaac

Newton. Ante el temor de que alguien se apoderara de su descubrimiento, Hooke lo

publicó en forma de un famoso anagrama, ceiiinosssttuv, revelando su contenido un par

de años más tarde. El anagrama significa Ut tensio sic vis ("como la extensión, así la

fuerza").

DESARROLLO

Como se dijo anteriormente, en ésta prueba se utilizó una probeta hecha con acero 1018.

Procedimiento

1.- Calcular la carga máxima del material sometido a la prueba.

2.-Medición del largo y la sección iniciales de las probetas.

3.- Marcar la probeta con los puntos de golpe.

4.-Reconocer los componentes constitutivos de la máquina de ensayos universal:

Sistema de sujeción y apoyo de la probeta

Sistema de accionamiento regulación de carga por contrapesos

Sistema graficador para el registro de diagrama de carga versus flecha.

5.-Calibración de la máquina y variables a controlar: carga y flecha máxima.

6.-Ejecución del ensayo de tensión asistido por el profesor.

7.-Obtención del diagrama carga versus flecha máxima para la probeta.

RESULTADOS

Carga a la cual fue sometida la probeta, en la

máquina universal: 8 ton.

Carga con la cual la probeta sufrió la ruptura:

7.5 ton.

Tipo de fractura: parcial taza y cono.

(

)

Módulo de Young

Según la norma ASTM el módulo de elasticidad es de 205GPa

Ley de Hooke: Carga máxima:

Igualando ambas ecuaciones obtenemos:

Despejando el Módulo de Young

Sustituyendo obtenemos que el Módulo de Young es:

CONCLUSIONES:

En una prueba de tensión, como la que se hizo, nos sirve para determinar las propiedades

mecánicas de un material sometido a tensión, así como obtener su diagrama carga-

deformación y poder observar su comportamiento, en éste caso del acero AISI 1018.

Fuentes de consulta:

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_elasticidad_de_Hooke

http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_tracci%C3%B3n