Practica 3 Comportamiento

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E
INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN METALURGIA Y

MATERIALES
PRACTICA 3 “
Resistencia a la Tencion”
MATERIA: TECNICAS DE COMPORTAMIENTO

MECANICO
GRUPO: MM61
ALUMNO: Rodríguez Pérez Jesús

Objetivo
En la presente práctica se observara el comportamiento mecánico de un material

sujeto a una carga en tensión uniaxial, se observara la morfología de la curva
esfuerzo deformación para distintos materiales metálicos, así como la
cuantificación de las propiedades mecánicas de los materiales sujetos a prueba.
Marco teórico.
ESFUERZO Y DEFORMACIÓN
El esfuerzo se define aquí como la intensidad de las fuerzas componentes internas

distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo. El esfuerzo se
define en términos de fuerza por unidad de área. Existen tres clases básicas de
esfuerzos: tensivo, compresivo y corte. El esfuerzo se computa sobre la base de
las dimensiones del corte transversal de una pieza antes de la aplicación de la
carga, que usualmente se llaman dimensiones originales.
La deformación se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe

al esfuerzo, al cambio térmico, al cambio de humedad o a otras causas. En
conjunción con el esfuerzo directo, la deformación se supone como un cambio
lineal y se mide en unidades de longitud. En los ensayos de torsión se acostumbra
medir la deformación cómo un ángulo de torsión (en ocasiones llamados
detrusión) entre dos secciones especificadas.
Cuando la deformación se define como el cambio por unidad de longitud en una

dimensión lineal de un cuerpo, el cual va acompañado por un cambio de esfuerzo,
se denomina deformación unitaria debida a un esfuerzo.
Es una razón o numero no dimensional, y es, por lo tanto, la misma sin importar
las unidades expresadas (figura 17), su cálculo se puede realizar mediante la
siguiente expresión:
 e = e / L (14)
 donde,
 e : es la deformación unitaria
 e : es la deformación
 L : es la longitud del elemento
Si un cuerpo es sometido a esfuerzo tensivo o compresivo en una dirección dada,
no solo ocurre deformación en esa dirección (dirección axial) sino también
deformaciones unitarias en direcciones perpendiculares a ella (deformación
lateral). Dentro del rango de acción elástica la compresión entre las deformaciones
lateral y axial en condiciones de carga uniaxial (es decir en un solo eje) es
denominada relación de Poisson. La extensión axial causa contracción lateral, y
viceversa.
ELASTICIDAD
La elasticidad es aquella propiedad de un material por virtud de la cual las

deformaciones causadas por el esfuerzo desaparecen al removérsele. Algunas
sustancias, tales como los gases poseen únicamente elasticidad volumétrica, pero
los sólidos pueden poseer, además, elasticidad de forma. Un cuerpo
perfectamente elástico se concibe como uno que recobra completamente su forma
y sus dimensiones originales al retirarse el esfuerzo.
No se conocen materiales que sean perfectamente elásticos a través del rango de
esfuerzos completo hasta la ruptura, aunque algunos materiales como el acero,
parecen ser elásticos en un considerable rango de esfuerzos.
Algunos materiales, como el hierro fundido, el concreto, y ciertos metales no
ferrosos, son imperfectamente elásticos aun bajo esfuerzos relativamente
reducidos, pero la magnitud de la deformación permanente bajo carga de poca
duración es pequeña, de tal forma que para efectos prácticos el material se
considera como elástico hasta magnitudes de esfuerzos razonables.
Si una carga de tensión dentro del rango elástico es aplicada, las deformaciones
axiales elásticas resultan de la separación de los átomos o moléculas en la
dirección de la carga; al mismo tiempo se acercan más unos a otros en la
dirección transversal.
Para un material relativamente isotrópico tal como el acero, las características de
esfuerzo y deformación son muy similares irrespectivamente de la dirección de la
carga (debido al arreglo errático de los muchos cristales de que está compuesto el
material), pero para materiales anisotrópicos, tales como la madera, estas
propiedades varían según la dirección de la carga.
Una medida cuantitativa de la elasticidad de un material podría lógicamente
expresarse como el grado al que el material puede deformarse dentro del límite de
la acción elástica; pero, pensando en términos de esfuerzos que en deformación,
un índice práctico de la elasticidad es el esfuerzo que marca el límite del
comportamiento elástico.
El comportamiento elástico es ocasionalmente asociado a otros dos fenómenos; la
proporcionalidad lineal del esfuerzo y de la deformación, y la no-absorción de
energía durante la variación cíclica del esfuerzo. El efecto de absorción
permanente de energía bajo esfuerzo cíclico dentro del rango elástico, llamado
histéresis elástica o saturación friccional, es ilustrado por la decadencia de la
amplitud de las vibraciones libres de un resorte elástico; estos dos fenómenos no
constituyen necesarios criterios sobre la propiedad de la elasticidad y realmente
son independientes de ella.
Para medir la resistencia elástica, se han utilizado varios criterios a saber: el límite
elástico, el límite proporcional y la resistencia a la cedencia. El límite elástico se
define como el mayor esfuerzo que un material es capaz de desarrollar sin que
ocurra la deformación permanente al retirar el esfuerzo. El límite proporcional se
define cómo el mayor esfuerzo que un material es capaz de desarrollar sin
desviarse de la proporcionalidad rectilínea entre el esfuerzo y la deformación; se
ha observado que la mayoría de los materiales exhiben esta relación lineal entre el
esfuerzo y la deformación dentro del rango elástico. El concepto de
proporcionalidad entre el esfuerzo y la deformación es conocido como Ley de
Hooke, debido a la histórica generalización por Robert Hooke de los resultados de
sus observaciones sobre el comportamiento de los resortes (MOORE, 1928).
Relación de poisson
La relación de Poisson puede expresarse en términos de las propiedades que

pueden medirse en el campo, incluyendo las velocidades de ondas P y ondas S,
como se muestra a continuación. Obsérvese que si VS = 0, la relación de Poisson
es igual a 1/2, lo que indica la presencia de un fluido, porque las ondas de corte no
atraviesan los fluidos, o bien de un material que mantiene un volumen constante
sin importar el esfuerzo, también denominado material incompresible ideal. Un
valor VS cercano a cero es característico de un yacimiento de gas. La relación de
Poisson para las rocas carbonatadas es 0,3, para las areniscas 0,2, y para las
lutitas, valores superiores a 0,3. La relación de Poisson del carbón es 0,4.
Coeficiente de endurecimiento por deformación
Medida del aumento en la dureza y la resistencia causada por la

deformación plástica. Se relaciona con el esfuerzo real y la deformación real
mediante la ecuación:
s = s0d h donde s es el esfuerzo real, s0 es el esfuerzo real en el punto de
deformación unitaria, d es la deformación real y h es el exponente de
endurecimiento por deformación.
Norma de referencia ASTM E8.
Desarrollo.
Tabla 1 datos de entrada.
Muestra Ancho inicial Espesor final Área inicial Longitud inicial

[mm] [mm] [mm2] [mm]
Aluminio 13-05 3.08 40.194 49.7
Acero bajo 12.3 8.15 100.245 49.9

carbono
Acero inoxidable 13.11 6.31 82.7241 50.16

austenitico
Cobre 12.68 6.44 81.6592 50.38
Laton 12.9 6.29 81.141 50
Curvas esfuerzo Vs. Deformación para todos los materiales.
Laton
35
30
25
Esfuerzo (KN)
20
15
10
5
0
-5 0 5 10 15 20 25 30
Deformacion (mm)
Acero Bajo Carbono

60
50
Esfuerzo (KN)
40
30
20
10
0
-10 0 5 10 15 20
Deformacion (mm)
Cobre
30
25
Esfuerzo (KN)
20
15
10
0
0 2 4 6 8 10
Deformacion (mm)
Acero Inoxidable
60
50
40
Esfuerzo (KN)
30
20
10
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
-10
Deformacion (mm)
Aluminio
10
8
Esfuerzo (KN)
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8
-2
Deformacion (mm)
Tabla de medidas finales
Muestra Ancho final [mm] Espesor final Área final [mm2] Longitud
[mm] final [mm]
Aluminio
Acero bajo
carbono
Acero inoxidable
austenitico
Cobre
Resultados
Material Esfuerzo de Esfuerzo % de % de Modulo

cedencia máximo alargamiento reducción elástico
en área
Aluminio
Acero Bajo
Carbono
Acero
inoxidable
Cobre
Latón
Conclusiones
En esta practica se observo el comportamiento mecánico de un material sujeto a

una carga en tensión uniaxial, asi como el funcionamiento del la maquina
universal de ensayos mecanicos, y se realizo la curva de esfuerzos de
deformacion para distintos materiales metalicos así como la cuantificación de las
propiedades mecánicas de los materiales sujetos a prueba.

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MATERIA: TECNICAS DE COMPORTAMIENTO

ALUMNO: Rodríguez Pérez Jesús

En la presente práctica se observara el comportamiento mecánico de un material

El esfuerzo se define aquí como la intensidad de las fuerzas componentes internas

La deformación se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe

Cuando la deformación se define como el cambio por unidad de longitud en una

La elasticidad es aquella propiedad de un material por virtud de la cual las

La relación de Poisson puede expresarse en términos de las propiedades que

Medida del aumento en la dureza y la resistencia causada por la

Tabla 1 datos de entrada.

Muestra Ancho inicial Espesor final Área inicial Longitud inicial

Aluminio 13-05 3.08 40.194 49.7

Acero bajo 12.3 8.15 100.245 49.9

Acero inoxidable 13.11 6.31 82.7241 50.16

Cobre 12.68 6.44 81.6592 50.38

Laton 12.9 6.29 81.141 50

Curvas esfuerzo Vs. Deformación para todos los materiales.

Acero Bajo Carbono

Material Esfuerzo de Esfuerzo % de % de Modulo

En esta practica se observo el comportamiento mecánico de un material sujeto a

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