23/10/2015
informe
tracción i
ROCÍO DEL CAMPO PEDROSA
GL A3
23/10/2015
Esta práctica consiste en la comprobación de las características mecánicas de
un acero al carbono (F115) a partir de un ensayo de tracción.
El ensayo de tracción es un ensayo destructivo, muy utilizado hoy en día, en el
cual sometemos a una probeta normalizada a un esfuerzo progresivo y
creciente de tracción en la dirección del eje, con la finalidad de que se deforme
y finalmente se rompa. En todo este proceso, obtenemos una gráfica que nos
muestra su deformación, la tensión máxima, etc. Con este ensayo, somos
capaces de determinar las características mecánicas de la probeta.
Hemos realizado dos ensayos de tracción. En el primero de ellos rompíamos
una probeta cilíndrica y una chapa, mediante una máquina que realizaba la
gráfica correspondiente con papel y bolígrafo. En el segundo, rompíamos una
chapa, pero esta vez con una máquina más moderna, que nos realizaba la
gráfica mediante ordenador y nos proporciona datos numéricos.
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Comenzaremos hablando del ensayo de tracción I. Esta es la máquina que con
la que realizamos el ensayo.
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Lo primero medimos l y l0 en ambas piezas, la chapa y la probeta. Una vez que
tenemos los datos iníciales, realizamos una serie de divisiones en la probeta y
en la chapa, como se indica en la siguiente figura, y dividimos l0 en 10
divisiones:
A continuación, llevamos ambas piezas a la máquina para someterlas al
ensayo de tracción. Preparamos la máquina para realizar el ensayo, para ello
colocamos los pesos adecuados a la escala que vamos a utilizar y colocamos
el papel milimetrado en el tambor Colocamos la probeta dentro de las
mordazas mediante los discos de ajuste. Finalmente ajustamos la velocidad a
35mm/min y ponemos en marcha a la máquina para que se produzca la rotura.
Una vez finalizado en ensayo de tracción, tenemos ambas piezas rotas y con
una gráfica que define sus características:
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En este ensayo partimos de dos piezas, cuyas medidas iníciales y los datos
que nos proporcionan la gráfica son los siguientes:
Chapa:
l0 = 80 mm
l’0=105 mm
l− l0
2 =
20
2 = 10 mm
A0 12,5 mm 20 mm
l0 50 mm 80 mm
L0= 2 mm
A0=20mm
S0= A0· L0=20·2=40 mm2
OB= 16 mm
OF= 17 mm
OC= 19 mm
BF=129 mm
OA= 2 mm
Fmax=800 Kp
Probeta cilíndrica:
l = 99’2 mm
∅ = 10 mm
∅𝑓 = 6,8 mm
l0 = k · √𝑆 = 8’16 · √𝜋 · 52 = 72’34 mm
S0= 𝜋 · 𝑠2 = 78’53 mm2
l− l0
2 =
99′2−71′34
2 =
26′84
2 = 13’43 mm
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OB= 36 mm
OF= 38 mm
OC= 42 mm
BF= 70 mm
OA= 2 mm
Fmax=3500 Kp
A continuación nos fijamos en la rotura de cada una de las piezas. La chapa ha
roto en el tercio central, pero la probeta cilíndrica no. Por lo que el alargamiento
entre ellas variará. Aquí mostramos una imagen de las dos piezas rotas:
La chapa ha roto en el tercio central, por lo tanto el alargamiento corresponde a
la siguiente fórmula: A% = 𝑙𝑜𝑓− 𝑙0
𝑙0 · 100.
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Medimos la longitud final (lof) y junto con la inicial (l0) calculamos el
alargamiento:
lof = 105 mm
l0 = 80 mm
A% = 𝑙𝑜𝑓− 𝑙0
𝑙0 · 100 =
105−80
80· 100 = 31’25 %
A continuación, con los datos que nos proporciona la gráfica vamos a ir
realizando los cálculos correspondientes para hallar las propiedades
mecánicas:
-Escala eje y:
Egy =𝐹𝑚𝑎𝑥
𝑂𝐶 =
800
19
-Escala eje x:
Egx =𝑙𝑜−𝑙
𝐵𝐹 =
25
129
-Tensión a la rotura máxima:
Rm =Rt = 𝐹𝑚𝑎𝑥
𝑠0 =
800
40 = 20 Kp/mm2
-Límite elástico en el punto B:
LE(B) = OB · egy = 16 · 800
19 = 673’68 Kp/mm2
-Módulo de Young:
E= Rt
ε=
𝐹/𝑆
𝐴𝑙/𝑙0 =
80040⁄
2· 𝑒𝑔𝑥 /𝑙0 =
800 /4020·25 /129
80
= 4128 Kp/mm2
-Resistencia a la rotura en el punto F:
Rf = OF · egx = 17 · 800
19 = 715’78 Kp/mm2
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Finalmente, nos fijamos en la rotura la probeta cilíndrica. La probeta no ha roto
en el tercio central. Tendremos que ver si la rotura es de tipo par o impar. Para
ello, desde donde ha roto se cogemos la mínima distancia al punto de
calibración (A). Nos llevamos esa distancia al otro lado y obtenemos el punto B.
Finalmente, contamos el nº de divisiones entre A y B, que será n.
Una vez que tenemos n, realizamos la resta de N-n para obtener el tipo de
rotura. N es el número de divisiones iníciales, y n el número de divisiones que
acabamos de calcular:
N = 10
n = 3
N – n = 10 – 3 = 7 Roturas
Como obtenemos 7, que es un número impar, estamos ante una rotura impar.
Según la normativa:
𝑁−𝑛+1
2 =
10·3−1
2 = 3 divisiones de Y estará Z ‘
𝑁−𝑛+1
2 =
10·3+1
2 = 4 divisiones de Y estará Z ”
Al tratarse de una rotura impar, la fórmula del alargamiento es: A% = 𝑙𝑜𝑓− 𝑙0
𝑙0 ·
100, en donde lof=dxy+dyz’+dyz’’.
lof =33+22+28=83 mm
A% = 𝑙𝑜𝑓− 𝑙0
𝑙0 · 100 =
83 −80
80· 100 = 3’75 %
Como la probeta se ha alargado y no ha roto en el tercio central, calculamos la
estricción. La estricción es la disminución de la sección en la fractura de una
probeta rota por alargamiento.
Medimos el diámetro final ∅𝑓 = 6,8 mm que junto con el diámetro inicial
∅ = 10 mm calculamos la estricción:
e = 𝑠0−𝑆𝐹
𝑠0 · 100 · (1 −
∅𝑓2
∅𝑜2) · 100 = (1 −
6′82
102) · 100 = 53’76 mm
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A continuación, con los datos que nos proporciona la gráfica, realizamos los
cálculos correspondientes para hallar las propiedades mecánicas:
-Escala eje y:
egy = 𝐹𝑚𝑎𝑥
𝑂𝐶 =
3500
42
-Escala eje x:
egx = 𝑙𝑜−𝑙
𝐵𝐹 =
3
70
-Tensión a la rotura máxima:
Rm =Rt= 𝐹𝑚𝑎𝑥
𝑠0 =
3500
78,53 = 44’57 Kp/mm2
-Límite elástico en el punto B:
LE(B) = OB · egy = 36 · 3500
42 = 3000 Kp/mm2
-Módulo de Young:
E = Rt
ε=
𝐹
𝑆𝐴𝑙
𝑙𝑜
=
3500
78′53
2· 𝑒𝑔𝑥80
= 3500
78′53
2· 3/70
80
= 41597,69 Kp/mm2
-Resistencia a la rotura en el punto F:
Rf = OF · egx = 3500
42 · 38 = 3166,67 Kp/mm2
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