Instituto Tecnológico de Tlalnepantla.

Laboratorio de ingeniería Mecánica.

Practica 3 – Tensión.
Profesor: ING. Ignacio Cedillo Villagrán
Materia: Mecánica de materiales I
Carrera: Ingeniería Mecánica
Integrantes:
Mendoza Corona Delfino 19250411
Pagaza Calderón Abril 19250437
Salazar Mayen José Antonio 19250415
Castro Bonilla Daniel 19250432
Martines Guerrero Johan Agustín 19250406
Nuñes Estrada Axel 19250427

Grupo: 1M4

Fecha de Realización: 18/Noviembre/ 20

Fecha entrega: 25/Noviembre/20
Tabla de contenido
Número y nombre de la practica ........................................................................................................3
Competencias para desarrollar ..........................................................................................................3
INTRODUCCION. .................................................................................................................................4
CORRELACIÓN CON EL O LOS TEMAS Y SUBTEMAS DEL PROGRAMA DE ESTUDIOS VIGENTE..........14
MEDIDAS DE SEGURIDAD E HIGIENE. ...............................................................................................15
NORMA PARA UTILIZAR ...................................................................................................................17
ASTM-E8 .......................................................................................................................................17
MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO. .....................................................................................................19
MÁQUINA PARA EL ENSAYO DE TENSIÓN. .......................................................................................20
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO. ..............................................................................................................21
Dibujo de probetas ...........................................................................................................................22
METODOLOGIA PARA EL ENSAYO DE TENSION. ...............................................................................23
TABLA DE DATOS. .............................................................................................................................24
DIAGRAMAS ESFUERZO DEFORMACIÓN. .........................................................................................25
DATOS OBTENIDOS DESPUÉS DEL ENSAYO DE TENSIÓN. .................................................................26
Cálculos ............................................................................................................................................26
Cuestionario .....................................................................................................................................29
Conclusiones ....................................................................................................................................31
BIBLIOGRAFÍA. ..................................................................................................................................32
LISTA DE COTEJO PARA REPORTES DE PRÁCTICAS. ..........................................................................33

2
Número y nombre de la practica
Practica Nº3.

ENSAYO DE TENSIÓN.

Competencias para desarrollar

a) Conocer la importancia de la prueba de tensión.

b) Conocer y manejar cada parte de la prensa hidráulica correctamente.

c) Leer e interpretar las unidades manejadas por la carátula del manómetro y en el

calibrador que indica el desplazamiento de la prensa.

d) Conocer las características y especificaciones que se deben tener en los

materiales a utilizar como las probetas de acero.

e) Analiza el estado de esfuerzos y deformaciones de cuerpos sometidos a cargas

axiales y cortantes para determinar los valores permisibles de carga.

f) Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica

g) Conocimientos sobre el área de estudio y la profesión

h) Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas

i) Habilidad para trabajar en forma autónoma

j) Saber manejar adecuadamente las mordazas que sujetan la probeta, y así mismo
garantizar que la fuerza sea efectuada en el eje central de la máquina.

k) Estar en capacidad de interpretar los datos arrojados por la práctica para la

prueba de tensión.

3
INTRODUCCION.
Se denomina tensión a la fuerza que es ejercida mediante la acción de un cable,
cuerda, cadena u otro objeto sólido similar. Es el resultado de la atracción
electrostática entre las partículas de un sólido cuando es deformado de manera que
las partículas se separan unas de otras apartándose de su posición de equilibrio, en
la cual esta fuerza se encuentra balanceada por la repulsión a causa de las capas
de electrones; como tal, es la tracción que ejerce un sólido al intentar recuperar su
forma original más comprimida. La tensión es lo opuesto de la compresión.
Dado que la tensión es una magnitud de fuerza, la misma se mide en newtons y
siempre es medida en dirección paralela a la cuerda sobre la que se aplica. Existen
dos posibilidades básicas para sistemas de objetos sostenidos por cuerdas: O bien
la aceleración es cero y el sistema se encuentra en equilibrio, o existe una
aceleración y por lo tanto existe una fuerza neta. Nótese que se supone que la
cuerda posee una masa despreciable.

Este ensayo es utilizado para medir la resistencia de un material a una fuerza

estática o aplicada lentamente. Esta prueba consiste en alargar una probeta de
ensayo por fuerza de tensión, ejercida gradualmente, con el fin de conocer ciertas
propiedades mecánicas de materiales en general: su resistencia, rigidez y
ductilidad. Sabiendo que los resultados del ensayo para un material dado son
aplicables a todo tamaño y formas de muestra, se ha establecido una prueba en la
cual se aplica una fuerza de tensión sobre una probeta de forma cilíndrica y tamaño
normalizado, que se maneja universalmente entre los ingenieros. Este ensayo se
lleva a cabo a temperatura ambiente entre 10ºC y 35ºC. A continuación, se presenta
un dispositivo utilizado para realizar este tipo de ensayos (Ver Figura No. 1) (2).
Figura 1:

Figura 1. Ensayo de tensión, nombres y probeta.

4
Máquina donde se lleva a cabo la Prueba de Tensión.

El comportamiento de los distintos materiales frente al ensayo se encuentra

ilustrado en la siguiente gráfica. La figura No. 2 muestra en forma cualitativa las
curvas de esfuerzo-deformación unitario normales para un metal, un material
termoplástico, un elastómero y un cerámico. En esta figura, las escalas son
cualitativas y distintas para cada material. En la práctica, las magnitudes reales de
los esfuerzos y las deformaciones pueden ser muy distintas entre sí. Se supone que
el material plástico está arriba de su temperatura de transformación vítrea (Tg),
mientras que los materiales metálicos y termoplásticos muestran una región inicial
elástica, seguida por una región plástica no lineal.

También se incluye una curva aparte para los elastómeros (es decir, hules o
siliconas), ya que el comportamiento de esos materiales es distinto del de otros
materiales poliméricos. Para los elastómeros, una gran parte de la deformación es
elástica y no lineal. Por otra parte los cerámicos y los vidrios solo muestran una
región elástica lineal y casi nunca muestran deformación plástica a temperatura
ambiente. (Ver figura No. 2) (1).

Figura 2: Curvas de esfuerzo deformación a la tensión, para distintos materiales

5
 El Diagrama Esfuerzo – Deformación es utilizado cuando se lleva a cabo el
ensayo de Tensión. Este tipo de graficas se pueden hacer con los datos
calculados esfuerzo-deformación ingenieriles, o con los datos correspondientes a
esfuerzo – deformaciones reales. A continuación, se presenta el diagrama de
esfuerzo deformación para el caso de datos reales.

Figura 3. Gráfico de Esfuerzo – Deformación (real).

En un ensayo de tracción pueden determinarse diversas características de los

materiales elásticos:

• Módulo de elasticidad o Módulo de Young, que cuantifica la proporcionalidad

anterior. Es el resultado de dividir la tensión por la deformación unitaria, dentro
de la región elástica de un diagrama esfuerzo-deformación.
• Coeficiente de Poisson, que cuantifica la razón entre el alargamiento
longitudinal y el acortamiento de las longitudes transversales a la dirección de
la fuerza.
• Límite de proporcionalidad: valor de la tensión por debajo de la cual el
alargamiento es proporcional a la carga aplicada.
• Límite de fluencia o límite elástico aparente: 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.
• 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. Es la máxima tensión aplicable sin que
se produzcan deformaciones permanentes en el material.
• Carga de rotura o resistencia a tracción: carga máxima resistida por la
probeta dividida por la sección inicial de la probeta.

6
• Alargamiento de rotura: incremento de longitud que ha sufrido la probeta. Se
mide entre dos puntos cuya posición está normalizada y se expresa en tanto
por ciento.

• Longitud calibrada: es la longitud inicial de la parte de una probeta sobre la

que se determina la deformación unitaria o el cambio de longitud y el
alargamiento (este último se mide con un extensómetro).

• Reducción de área y estricción: La reducción de área de la sección

transversal es la diferencia entre el valor del área transversal inicial de una
probeta de tensión y el área de su sección transversal mínima después de la
prueba. En el rango elástico de tensiones y deformaciones en área se reduce
en una proporción dada por el módulo de Poisson.

En el ensayo se mide la deformación (alargamiento) de la probeta entre dos puntos

fijos de la misma a medida que se incrementa la carga aplicada, y se representa
gráficamente en función de la tensión (carga aplicada dividida por la sección de la
probeta). En general, la curva tensión-deformación así obtenida presenta cuatro
zonas diferenciadas:

1. Deformaciones elásticas: 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. El coeficiente de proporcionalidad entre
la tensión y la deformación se denomina módulo de elasticidad o de Young
y es característico del material. Así, todos los aceros tienen el mismo módulo
de elasticidad, aunque sus resistencias puedan ser muy diferentes. La
tensión más elevada que se alcanza en esta región se denomina límite de
fluencia y es el que marca la aparición de este fenómeno. Pueden existir dos
zonas de deformación elástica, la primera recta y la segunda curva, siendo
el límite de proporcionalidad el valor de la tensión que marca la transición
entre ambas. Generalmente, este último valor carece de interés práctico y
se define entonces un límite elástico (convencional o práctico) como aquel
para el que se produce un alargamiento prefijado de antemano (0,2%, 0,1%,
etc.). Se obtiene trazando una recta paralela al tramo proporcional (recto)
con una deformación inicial igual a la convencional.
2. Fluencia o cedencia. Es la deformación brusca de la probeta sin incremento
de la carga aplicada. El fenómeno de fluencia se da cuando las impurezas o
los elementos de aleación bloquean las dislocaciones de la red cristalina
impidiendo su deslizamiento, mecanismo mediante el cual el material se
deforma plásticamente. Alcanzado el límite de fluencia se logra liberar las
dislocaciones produciéndose la deformación bruscamente. La deformación
en este caso también se distribuye uniformemente a lo largo de la probeta
pero concentrándose en las zonas en las que se ha logrado liberar las
dislocaciones (bandas de Lüders). No todos los materiales presentan este
fenómeno, en cuyo caso la transición entre la deformación elástica y plástica
del material no se aprecia de forma clara.

7
 3. Deformaciones plásticas: si se retira la carga aplicada en dicha zona, la
probeta recupera solo 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 esa zona. La
estricción es la responsable del descenso de la curva tensión-deformación;
realmente las tensiones no disminuyen hasta la rotura, sucede que lo que se
representa es el cociente de la fuerza aplicada (creciente hasta el comienzo
de la estricción) entre la sección inicial: cuando se produce la estricción la
sección disminuye (y por tanto también la fuerza necesaria), disminución de
sección que no se tiene en cuenta en la representación gráfica. Los
materiales frágiles no sufren estricción ni deformaciones plásticas
significativas, rompiéndose la probeta de forma brusca. Terminado el ensayo
se determina la carga de rotura, carga última o resistencia a la tracción: la
máxima resistida por la probeta dividida por su sección inicial, el
alargamiento en (%) y la estricción en la zona de la rotura.

Figura4. Probeta normalizada.

Las probetas utilizadas en el ensayo de tracción tienen una sección transversal
circular o rectangular. La parte central debe estar mecanizada para que su sección
sea constante. Si el material es frágil, será preciso pulir la superficie. Sobre la parte
calibrada se marca la longitud inicial (Lo) de la probeta.
En los extremos de la probeta la sección aumenta para facilitar su sujeción a las
mordazas de la máquina de tracción. Estas zonas reciben el nombre de cabezas.
Para evitar zonas en las que se concentren las tensiones, la sección de la probeta
varía desde la parte calibrada a la cabeza de una forma suave y gradual.

8
 Grafica1. Límite de elasticidad.

• Límite de proporcionalidad: Tensión a partir de la cual las deformaciones

dejan de ser proporcionales a las tensiones.
• Límite de elasticidad: Tensión a partir de la cual las deformaciones dejan de
ser reversibles. Su valor es muy próximo al límite de proporcionalidad. Resulta
difícil de medir ya que es preciso aplicar una tensión a la probeta y retirarla
posteriormente para comprobar si ha recuperado o no la longitud inicial.
Si la probeta recupera su longitud inicial, el límite de elasticidad será superior a la
tensión aplicada, y se debe continuar el ensayo con tensiones mayores. Si la
probeta muestra una deformación permanente, la tensión será superior al límite de
elasticidad. Una vez deformada, la probeta queda inservible y se deberá continuar
acotando inferior y superiormente al límite de elasticidad utilizando otras probetas.
Para solventar estas dificultades se utilizan dos tensiones:
Interpolación

Grafica 2. La línea azul representa la interpolación lineal entre los puntos rojos.

9
 Grafica 3. Interpolación lineal de una variable independiente.

• Límite de deformación permanente:Tensión que provoca una deformación

permanente igual a un determinado porcentaje de la longitud inicial.

Generalmente el porcentaje es del 0,2%, indicándose mediante . Para

determinar esta tensión se somete a la probeta a cargas crecientes que se
mantienen durante 10 segundos y posteriormente se eliminan, midiéndose la

deformación permanente. El valor se obtiene por interpolación.

La interpolación es una práctica habitual cuando se disponen de varias parejas de
datos (xi, yi) y se quiere determinar la ordenada y0, que corresponde a una
determinada abscisa (x0).
La interpolación lineal considera que la ordenada varía de forma lineal entre cada
dos parejas de puntos. Si se tienen la pareja de datos (1,2), (3,4) y (4,5), y se quiere
conocer la ordenada que corresponde a x0 = 2,5, se toman las dos primeras parejas
de puntos y se considera la recta que pasa por ellos. La ordenada buscada (y 0 =
3,5) será la que corresponda a x0.

• Límite de pérdida de proporcionalidad: Tensión que provoca un alargamiento

no proporcional igual a un determinado porcentaje de la longitud inicial.

Generalmente el porcentaje es el 0,2%, indicándose mediante . Para

obtener este valor es preciso considerar la intersección entre la curva de tracción
y la recta paralela a la zona proporcional de la curva que corta al eje de abscisas
por el porcentaje fijado.
• Módulo de Young (E): Relación entre la tensión y la deformación en la zona de
comportamiento proporcional.
• Resistencia a la tracción : Máxima tensión que soporta la probeta durante el
ensayo

10
• Resistencia a la rotura: Tensión soportada por la probeta en el momento de la
rotura. Siempre que la probeta no sufra estricción, su valor es próximo al de la
resistencia a la tracción. Una vez superada la resistencia a la tracción, la probeta
se considera rota.
• Alargamiento de rotura (A): Mayor alargamiento plástico alcanzado por la
probeta. Se mide en tanto por ciento.

MAQUINAS PARA HACER ESTOS ENSAYOS.

Las máquinas utilizadas en el ensayo de tracción constan de un dispositivo
productor de carga, y otro dispositivo medidor de cargas y desplazamientos
registrados. La máquina debe cumplir las siguientes características:

• La aplicación de la fuerza de tracción tiene lugar en la dirección del eje de la

probeta.
• Debe ser posible regular la velocidad de aplicación de la carga. El proceso de
descarga tiene que realizarse de forma progresiva.
El dispositivo productor de cargas puede ser mecánico y neumático, con
un cabezal móvil y otro cabezal fijo.
El dispositivo medidor de cargas y desplazamientos funciona electrónicamente, y
regulan la velocidad de aplicación de la carga y generan diagramas impresos de la
curva de tracción.
Para el correcto entendimiento de este escrito, lo primero que se hace es definir que
son las probetas metálicas, las cuales son aquellas piezas de forma particular y
estipulada para la realización de ensayos mecánicos, generalmente sometidas en
una maquina universal, presa hidráulica o cualquier tipo de artefacto que genere
cargas.

Como se muestra la figura 1, se pueden usar tres tipos de probetas para este
ensayo, las probetas de sección circular, las probetas planas y probetas especiales.

Figura 5. Probetas

11
Los esfuerzos axiales se producen cuando hay cargas que actúan
perpendicularmente al área transversal de un elemento unidimensional y es paralela
a su eje.

Figura 7. Ilustración de cargas axiales.

El esfuerzo axial es la fracción entre la carga axial y el área transversal obteniendo

la siguiente formula:
σ = p/A
Donde σ es el esfuerzo, p la carga y A el área transversal.
Por su parte, la deformación es la fracción entre el alargamiento u acortamiento
del elemento y su longitud inicial.

𝐿𝑓 − 10
𝜀=
10

Donde 𝜀 es la deformación, l0 es la longitud inicial del elemento y lf es la longitud

final de este.

Modulo se elasticidad
La porción inicial lineal de la gráfica esfuerzo deformación mostrada en la figura 6,
representa lo que se llama el Módulo de Elasticidad E, de los materiales. Este se
calcula según la ley de Hooke, mediante la fórmula:

𝜕
𝐸=
𝜖

12
Lo que es igual a la pendiente de dicha porción lineal. Las unidades del módulo de
elasticidad son las mismas a las utilizadas para los esfuerzos, esto es (lb/pulg2),
(N/m2) ó cualquier otra unidad correspondiente. En esta región el material se
comporta elásticamente por lo que cuando se retira la fuerza, la deformación que
haya alcanzado el material toma el valor de cero, su forma original antes de iniciar
la prueba.

Ductilidad.

La ductilidad es el grado de deformación que puede soportar un material sin

romperse. Se mide por la relación entre la longitud inicial u original de la probeta
entre marcas calibradas previamente y después del ensayo.

Encuellamiento.

Debido a las imperfecciones internas que poseen los materiales al no ser 100%
homogéneos ni isotrópicos (las propiedades físicas no dependen de la dirección
de observación), el sitio del Encuellamiento puede ocurrir en cualquier parte de la
probeta; por este motivo se reduce su sección central con el fin de que el
Encuellamiento ocurra dentro del área demarcada de 50mm de longitud como se
observa en la figura 7.

Figura 8. Encuellamiento

13
CORRELACIÓN CON EL O LOS TEMAS Y SUBTEMAS DEL PROGRAMA
DE ESTUDIOS VIGENTE

Tabla 1 Correlación con el o los temas y subtemas del programa de estudios

vigente.

14
MEDIDAS DE SEGURIDAD E HIGIENE.
Las medidas de seguridad son consecuencia del estudio de riesgo correspondiente.
Por otro lado, hacemos énfasis en la necesidad del cumplimiento de estas medidas
de seguridad e higiene para reducir o eliminar la posibilidad de que se presente un
evento indeseable en el desarrollo de la práctica.

Debido a la amplitud en ocasiones de alguna práctica, es imposible prevenir al

operador contra todas las contingencias, por lo tanto, se debe usar el sentido común
cuando se esté operando un equipo de laboratorio.

a) Por seguridad, está prohibido jugar, hacer bromas o usar el celular en el

laboratorio.
b) Queda prohibido fumar y consumir alimentos o bebidas en el laboratorio.
Asimismo, por su seguridad queda prohibido el ingreso al laboratorio si se
presenta algún grado de intoxicación por alcohol o algún tipo de droga.
c) El personal (académicos, administrativos o estudiantes) que labora, o
realiza sus actividades en los laboratorios, debe informar al responsable
del área o a su jefe inmediato si padece alguna enfermedad que requiera
atención especial y pueda generar incidentes dentro del área.
d) Se debe vestir ropa adecuada en el laboratorio, cabello largo suelto,
anillos en dedos, corbatas, etc. deben ser guardados ya que si son
atrapados por maquinaria en movimiento pueden causar graves daños.
e) Se deben respetar las señales de advertencia y las protecciones.
f) Si se va a desechar algo, debe colocar cada tipo de desecho en su
respectivo contenedor.
g) Antes de operar un equipo, estar seguro de que se conoce como operar
el paro de emergencia por si se requiere.
h) Identificar la ubicación del botiquín de primeros auxilios por si ocurre un
accidente en el laboratorio. Es esencial que el equipo de primeros auxilios
esté disponible y de que el profesor o encargado sepa cómo usarlo.
i) En el suministro de energía eléctrica para el equipo, no se deben usar
cables dañados, clavijas de enchufe resquebrajadas, ni aparatos cuya
carcasa presente desperfectos.
j) Revisar que no exista interferencia con el corte de energía ya que si se
interfiere se crearía un riesgo potencial.
k) No se deben alterar ni modificar los dispositivos de seguridad.
l) No modificar la regulación de los órganos de mando, ni se deben de
bloquear.
m) Se debe evitar la utilización de aparatos o equipos eléctricos cuando los
cables o extensiones atraviesen charcos o estén en contacto los cables
con agua.

15
n) Se debe evitar la utilización de aparatos o equipos eléctricos cuando sus
pies pisen agua o cuando alguna parte de su cuerpo esta mojada.
o) Revisar los aparatos y motores eléctricos, en caso de que esté presente
humedad, reportarlo al profesor o encargado del laboratorio y no operar
el equipo hasta que se elimine la humedad.
p) Cuando se use una extensión, verificar que la zona en donde se usara
está libre de humedad o de filtración de agua.
q) Si al tocar un aparato tiene una sensación típica de hormigueo como
resultado de una electrización, no usar el aparato o maquina hasta que
este sea reparado.
r) En caso de que se requiera sustituir un fusible, se debe cortar la corriente
mediante el interruptor o mediante la desconexión de la corriente de la
caja de fusibles.
s) Si el fusible reemplazado se funde de nuevo no cambie otra vez los
fusibles, ni ponga otros de más amperaje. El equipo debe ser revisado por
personal especializado.
t) Si aparecen chispas o humos procedentes de los cables de conexión o
del aparato, no usar este hasta que sea reparado.
u) Si se tiene un calentamiento anormal de un motor o de un cable o de una
cubierta no usar el aparato averiado hasta que este sea reparado.

16
NORMA PARA UTILIZAR
ASTM-E8

Esta norma ha sido publicada bajo la designación fija E8 / E8M;

Estos métodos de ensayo cubren las pruebas de tensión del metal materiales en
cualquier forma a temperatura ambiente, en concreto, los métodos de determinación
del límite elástico, punto de alargamiento de rendimiento, resistencia a la tracción,
elongación, y la reducción de la zona.
Se requieren las longitudes de calibre para la mayoría de las muestras redondas.
Las excepciones a las disposiciones de estos métodos de ensayo pueden necesitar
ser hecho en las especificaciones individuales o métodos de ensayo para un
material particular.
La temperatura ambiente se considerará que ser de 10 a 38 ° C [50 a 100 ° F] a
menos que se especifique lo contrario.
Los valores indicados en unidades SI deben ser considerados como separarse de
unidades pulgada / libra. Los valores indicados en cada sistema son equivalentes
no exactas; Por lo tanto, cada sistema debe ser utilizado independientemente del
otro. La combinación de valores de los dos sistemas puede resultar en la no
conformidad con la norma.

17
18
MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO.
• Máquina para ensayo de tensión.

• Caratula indicadora

• Manómetro

• Penetrador

• Calibrador Vernier

• Probetas

• Bata y zapatos de trabajo

• Lápiz y hoja de papel

Maquina universal de ensayos de tensión
Una máquina universal de ensayos, es una máquina semejante a una prensa, con
facultades para someter materiales a ensayos de tracción, compresión o flexión para medir
sus propiedades. La fuerza ejercida se logra mediante placas de compresión o mordazas
(cónicas o laterales) accionadas por tornillos (mordazas manuales) o sistema hidráulico
(mordazas hidráulicas).

La máquina universal de ensayos tiene como función comprobar la resistencia de diversos

tipos de materiales. Para esto posee un sistema de servicentro (servolazo) que aplica
cargas controladas sobre una probeta (modelo de dimensiones preestablecidas) y mide en
forma de gráfica la deformación, y la carga al momento de su rotura.

¿Qué tipos de ensayos se pueden hacer? Por ejemplo, en el ámbito de laboratorio, se usan
probetas a escala, que conservan las propiedades completas del material que deseamos
probar. Pueden ser a tracción, a compresión o a flexión.

Diferentes tipos de ensayos: tracción, compresión, cizalladura, flexión, pelado,

desgarramiento, cíclico y ductilidad a la flexión.

Y algunas propiedades que son evaluadas son:

1- Elasticidad
2- Esfuerzo
3- Alargamiento
4- Dureza
5- Embutibilidad
6- Resiliencia (Energía de deformación)

19
MÁQUINA PARA EL ENSAYO DE TENSIÓN.

Figura9. Máquina para ensayo de Tensión.

Figura 10. Probeta de sección circular.

Figura 11. Calibrador Vernier.

20
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO.

Figura12. Indicador de caratula

El Indicador o Comparador de carátula
es un instrumento de medición que
transforma movimientos lineales de un
husillo móvil en movimientos circulares
de un puntero. Como su nombre lo
indica se utilizan para comparar
medidas, que deben encontrarse dentro
de cierto intervalo y, que ya sea por
desgaste u otras causas pudieron
haber variado.

Figura 13. Probeta para el ensayo.

Generalmente las probetas de ensayo

para materiales no metálicos se pueden
preparar por prensado, por inyección o
bien por arranque de viruta mediante
corte de planchas.

Figura 14. Calibrador Vernier

Una escala vernier es una ayuda visual
para tomar una lectura de medición
precisa entre dos marcas de
graduación en una escala lineal
mediante el uso de interpolación
mecánica; aumentando así la
resolución y reduciendo la
incertidumbre de medición al usar la
agudeza Vernier para reducir el error de
estimación humana.

21
Dibujo de probetas

22
METODOLOGIA PARA EL ENSAYO DE TENSION.

Los principales pasos que se deben de seguir para el desarrollo de la práctica son los
siguientes:

1. Dibujar y tomar las dimensiones de la probeta antes del ensayo

2. Seleccionar el rango de carga 10 toneladas = 10 000 kg

3. Colocar el papel graficador en el tambor de la maquina

4. Poner en funcionamiento la máquina y la bomba de aceite

5. Ajustar las agujas indicadoras

6. Colocar y centrar la pieza en las mordazas

7. Colocar el extensómetro

8. Aplicar la carga

9. Tomar nota de la carga y desplazamiento hasta que se fracture la probeta

10. Regresar a cero la válvula de control de la carga

11. Retirar el extensómetro

12. Retirar la probeta de las mordazas

13. Apagar la maquina

14. Dibujar y tomar dimensiones de la probeta después del ensayo

23
TABLA DE DATOS.

Datos. P (Kg) δ(µplg). δ(cm).

1 500 0.110 0.2794

2 1000 0.135 0.3429

3 1500 0.150 0.3810

4 2000 0.170 0.4318

5 2500 0.185 0.4699

6 3000 0.200 0.5080

7 3500 0.215 0.5461

8 4000 0.230 0.5842

9 4500 0.250 0.6350

10 5000 0.265 0.6731

11 5500 0.280 0.7112

12 6000 0.300 0.7620

13 6500 0.320 0.8128

14 7000 (c.d) 0.340 0.8636

15 7200 (c.m) 0.355 0.9017

16 8000 (c.f) 0.400 1.0160

24
DIAGRAMAS ESFUERZO DEFORMACIÓN.

Grafica 4. Esfuerzo – deformación

Grafica 5. Esfuerzo deformación ensayo

25
 DATOS OBTENIDOS DESPUÉS DEL ENSAYO DE TENSIÓN.

Resultados.

Esfuerzo de Esfuerzo Módulo % %

Cedencia. Máximo. Elasticidad. Alargamiento. Reducción M.R. M.T.
de área.
𝑃𝑦 𝑃𝑚𝑎𝑥 𝜎𝑦 % %= 𝑀. 𝑅 = 𝑀. 𝑇:
24.6889 ∗ 25.3943

𝜎𝑦 = 𝜎𝑦 = 𝜀= 283.5287 − 126.6769 24.6889 ∗ 25.3943 2

(414.5077)
𝑘𝑔 − 𝑐𝑚
𝐴0 𝐴0 𝜀𝑦 193 − 50.8 283.5287 2
𝑘𝑔 − 𝑐𝑚
= 129939.3211
𝑐𝑚3

7200 24.6889 = ∗ 100 = 313.4787 3

7000 = 283.5287= 50.8 = 55.3213%
𝑐𝑚
= = ∗ 100
283.5287 𝑘𝑔 14.1732
𝑘𝑔 25.3943 𝑘𝑔 = 279.9213%
= 24.6889 2 𝑐𝑚2 = 1.7419 2
𝑐𝑚 𝑐𝑚

Cálculos
1. Esfuerzo de Cedencia: es el primer esfuerzo en el cual el material desarrolla un marcado
incremento de la deformación sin aumentar el esfuerzo.

2. Esfuerzo máximo: es el mayor esfuerzo basado en la sección original.

3. Módulo de elasticidad: es la constante de proporcionalidad de los esfuerzos a las

deformaciones es la pendiente de la línea 0Q.

( 𝒍𝒃⁄𝒑𝒍𝒈𝟐 ; 𝒌𝒈⁄𝒄𝒎𝟐 ; 𝑵⁄𝒎𝟐 )

26
4. Porcentaje de alargamiento: se obtiene comparando el alargamiento total en la fractura
con la longitud calibrada.

5. Porcentaje de reducción de área: se obtiene comparando la reducción de área en la

sección más pequeña de la probeta fracturada con el área de la sección transversal original.

X 100

6. Módulo de resilencia: es la cantidad de energía por unidad de volumen que un material

puede absorber elásticamente.

7. Módulo de tenacidad: es la cantidad de energía por unidad de volumen que puede

absorber un material antes de la fractura.

Área

Deformación Unitaria:

Deformación de Cedencia

Deformación de fractura

27
 a. Esfuerzo de cedencia
𝑃𝑦 7000 𝑘𝑔
𝜎𝑦 = = = 24.6889 2
𝐴0 283.5287 𝑐𝑚

b. Esfuerzo máximo
𝑃𝑚𝑎𝑥 7200 𝑘𝑔
𝜎𝑦 = == = 25.3943 2
𝐴0 283.5287 𝑐𝑚
c. Módulo de elasticidad

𝜎𝑦 24.6889 𝑘𝑔
𝜀= = = 1.7419 2
𝜀𝑦 𝟏𝟒. 1732 𝑐𝑚

d. Porcentaje de alargamiento

193−50.8
%= 50.8
∗ 100 = 279.9213%

e. Porcentaje de reducción de área

283.5287 − 126.6769
%= ∗ 100 = 55.3213%
283.5287
f. Módulo de Resilencia
24.6889 ∗ 25.3943 𝑘𝑔 − 𝑐𝑚
𝑀. 𝑅 = = 313.4787
2 𝑐𝑚3
g. Módulo de tenacidad

24.6889∗25.3943 𝑘𝑔−𝑐𝑚
𝑀. 𝑇: (414.5077) = 129939.3211
2 𝑐𝑚3

28
Cuestionario
• ¿Determinar cuál es el esfuerzo que soporta un cable de acero
de 25mm de diámetro para utilizarlo como estribo de carga en
una grúa Mecánica?
El peso máximo para un cable de 25 mm de diámetro son 30 kg
Y para sacar su esfuerzo se tiene que hacer un procedimiento y usar
una ecuación
Avanzado Aplicaciones de las Leyes de Newton
Tensión de Cuerdas y Cables
• ¿Qué es la tensión de una cuerda o cable?
La tensión (T) es la fuerza con que una cuerda o cable tenso tira de
cualquier cuerpo unido a sus extremos. Cada tensión sigue la
dirección del cable y el mismo sentido de la fuerza que lo tensa en el
extremo contrario.
Por tanto, cada uno de los cuerpos que se encuentren unidos a los
extremos de un cable tenso sufrirán la acción de una fuerza
denominada tensión cuya dirección es idéntica a la del cable y su
sentido equivalente al de la fuerza aplicada en el objeto del otro
extremo y que provoca que el cable se tense.
Por simplicidad, se suele suponer que las cuerdas tienen masa
despreciable y son inextensibles (no se pueden deformar), esto implica
que el valor de la tensión es idéntico en todos los puntos de la cuerda
y por tanto, las tensiones que se ejercen sobre los cuerpos de ambos
extremos de la cuerda son del mismo valor y dirección aunque de
sentido contrario.
• ¿Por qué las tensiones son iguales si la masa del cable es
despreciable?
Para contestar a esta pregunta, lo mejor es demostrarlo con un
ejemplo. Cuando tiramos hacia arriba con suficiente fuerza del
extremo de una cuerda o cable que tiene un cuerpo atado al otro
extremo, y esta se tensa, conseguiremos mover el cuerpo. Veamos las
fuerzas que intervienen en dicho movimiento.

29
La máquina tira del cable con una fuerza y según el principio de
acción reacción, el cable ejercerá una fuerza sobre la maquina en
sentido contrario. Por otro lado, el cable tira del cuerpo con una fuerza
y por reacción, el cuerpo ejerce una fuerza contraria sobre el cable.
Adicionalmente, no debemos olvidar que sobre la cuerda actúa su
peso.
Si consideramos que la masa del cable lo es despreciable (mc = 0) y
aplicamos la segunda ley de Newton a la cuerda, obtenemos que:

Si sabemos que la tensión (T) es la fuerza con que tira la cuerda a los
objetos que se encuentran unidos a sus extremos, entonces:

A) El esfuerzo que soporta es:

7500 𝑘𝑔
= 30000
0.25𝑐𝑚2

30000 ÷ 1000 = 30 𝑘𝑔

peso 7500 kg Diámetro 0.9017

Diámetro 25 mm 0.984552

área 25 mm centímetros 0.25

cuadrado centímetros
cuadrados

30
Conclusiones

En esta práctica, hemos observado la importancia de las pruebas de

tensión y su importancia en la ingeniería, porque podemos tenerlo en
cuenta a la hora de diseñar la estructura, para saber cuándo debemos
prestar atención a un determinado elemento. En esta prueba, vimos
cómo aplicar una carga a través de las mordazas y aplicar una carga, al
mismo tiempo, en este concepto de prueba, la muestra dentro de la
máquina se desplaza antes de ser estirada hasta que sufre roturas,
como carga, módulo de elasticidad, etc. Ya no dejar los conocimientos
de forma teórica como los ejercicios anteriores en el aula. Este ejercicio
proporciona al alumno ideas para la tesis mediante la generación de un
esquema, pero en la práctica, puede ser mejor y prácticamente
necesario y necesario. Interacción para observarlo revisa estos
conceptos

31
BIBLIOGRAFÍA.

• Smith, W. F. (2006). Fundamentos de la Ciencia e ingeniería de Materiales.

McGraw-Hill.
• Askeland, D. R. (2004). Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Thomson.
• Apunte científico, recuperado el 28 de marzo de 2011,
url: http://www2.ing.puc.cl/~icm2312/apuntes/materiales/materials3.html )
• Universidad del Norte (2008). Guía Para Ensayo de Tensión. Barranquilla.
• [YouTube (29 de febrero de 2008). Recuperado el 7 de 3 de 2011.
URL: http://www.youtube.com/watch?v=wOhv-4jE89o&feature=related
• Answers.com (2011) Recuperado el 29 de marzo del 2001 URL:
http://www.answers.com/topic/ductility.
• http://www.tenso.es/productos/unitex/catalogo13.pdf
• https://www.procarga.com.mx/catalogos/2016_Crosby_General_Catalog_Spa
nish_Imperial.pdf

32
LISTA DE COTEJO PARA REPORTES DE PRÁCTICAS.
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
Nombre (s) del alumno (a): No. Control
Mendoza Corona Delfino 19250411
Pagaza Calderón Abril 19250437
Salazar Mayen José Antonio 19250415
Castro Bonilla Daniel 19250432
Martines Guerrero Johan Agustín 19250406
Nuñes Estrada Axel 19250427
Practica:1 Fecha:22/noviembre /2020

Materia: Mecánica de Materiales I Semestre: 4TO

Docente: Cedillo Villagrán Ignacio Firma Docente:

Valor del reactivo Características a cumplir (reactivo) Cumple Observaciones

SI NO

10% Portada: Nombre de la institución (sin

abreviaturas), departamento de
metalmecánica, laboratorio de ingeniería
mecánica, sección de ensayos no
destructivos, numero de práctica, título de
la práctica, alumno, nombre profesor,
grupo, fecha de realización y de entrega de
reporte. Índice y ortografía.

10% Revisión bibliográfica: Numero y título de

práctica, Competencias a desarrollar e
introducción y correlación con temas y
subtemas con el P.E.
15% Procedimiento: Metodología,Medidadas
de seguridad e higiene, Material y equipo
necesario, Descripción del equipo y
Maquina de ensayo, Tabla de datos ,dibujo
antes y después del ensayo (solid work,
Katia ,etc).

33
20% Cálculos , gráficas y tabla de resultados:
De las propiedades mecánicas obtenidas
• Practica 1,2 y 6 no se elabora
grafica
• Practica 3,4,5 la gráfica será
elaborada en hoja de papel
milimétrico tamaño carta
• Practica 7 la gráfica se elaborara en
hoja de papel logarítmico o
semilogaritmico(escribe el título de
la gráfica , nombre de las variables
en el eje de las abscisas y
ordenadas, así como el de las
propiedades mecánicas importantes
y Sugerencias didácticas.

30% Cuestionario: contestar la pregunta

formulada por el profesor
15% Conclusión (técnica) y bibliografía o
Fuentes de informacion (formato apa) y
anexos: Resume los principales puntos y
resultados de la actividad práctica,
consultar en libros.

100% Calificación:

34