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Practica 2 Comportamiento Mecánico

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Universidad Nacional

Autónoma de México

“Comportamiento Mecánico: Ensayo


de tensión”

Villafranca Martinez José Antonio


Profesor: Jaime Francisco Garcia Robledo
Clave:1730
Objetivos del alumno:

• Conocerá y aplicará los fundamentos del Ensayo de Tensión.


• Obtendrá las propiedades mecánicas inherentes al Ensayo de Tensión.
• Comparará las propiedades mecánicas obtenidas del Ensayo de Tensión de
diferentes materiales.
• Calcular de acuerdo con la norma (E-646 STRAIN HARDENING EXP) el factor de
endurecimiento

Material:

- Probeta estandarizada de acero


- Vernier
- Marcador de tinta permanente
- Extensómetro
- Máquina Universal

Procedimiento experimental, ensayo de tensión:

1.Medir el diámetro inicial de la probeta y marcar en la sección reducida una longitud


inicial de 50.8 mm (2 plg).
2.Efectuar el ensayo.
3.Unir las dos partes obtenidas para medir la longitud final y el diámetro de la estricción.
4.Analizar el tipo de fractura que presenta cada material utilizando una lupa.

Procedimiento experimental, ensayo de Compresión:

1.Medir el diámetro y la altura iniciales de la probeta.


2.Efectuar el ensayo.
3.Medir el diámetro y altura finales.

Antecedentes:

El ensayo de tensión mide la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada


lentamente, por lo general, la rapidez de deformación en una prueba de tención es
pequeña, un espécimen común tiene un diámetro de 12.5 mm y una longitud calibrada
de 50 mm. La probeta se coloca en la máquina de pruebas y se aplica una fuerza F,
llamada carga. En la máquina universal es donde se realizan tanto ensayos de
compresión como de tensión.
Con ayuda de un extensómetro se mide el cambio en la longitud del espécimen con
respecto a la longitud original. Algunas de las características que se obtienen gracias a
esta prueba es la resistencia, el módulo de Young y la ductilidad de un material.
Esfuerzo deformación ingenieriles: Los resultados de una sola prueba se aplican a
todos los tamaños y secciones transversales de los especímenes de un material dado
si se convierte la fuerza en esfuerzo.
Resistencia a la afluencia: cuando se le aplica un esfuerzo material, esta muestra al
inicio una deformación elástica. A medida que aumenta dicho esfuerzo, el material fluye
ante el esfuerzo aplicado y se deforma de manera elástica y plástica. El valor del
esfuerzo crítico necesario para iniciar la deformación plástica se conoce como el límite
elástico del material. En la mayoría de los materiales, el límite elástico y el límite
proporcional están bastante cercanos; sin embargo, ni los valores del límite elástico ni
del proporcional pueden determinarse con precisión los valores medidos dependen de
la sensibilidad del equipo que se utilice.
Por lo tanto, se define a un valor de formación compensado (Por lo general de 0.002 a
0.2%)
Resistencia la tensión: el esfuerzo que se obtiene la fuerza aplicada más alta es la resistencia la
tensión, la cual es el esfuerzo máximo en la curva de esfuerzo deformación ingenieriles. Este
valor también se conoce como resistencia máxima a la tracción. En muchos materiales dúctiles
la deformación no permanece uniforme. En algún punto, una región se deforma más que las
otras y ocurre una gran de crecimiento local en el área de la sección transversal. A esta región
deformada de manera local se le llama cuello. A este fenómeno se le se le conoce como esta
acción debido a que el área de la sección transversal se empequeñece en este punto, se requiere
una fuerza menor para continuar su deformación y el esfuerzo ingenieril.

Figura 1 : Maquina Universal de pruebas

Ductilidad: la ductilidad es la capacidad de un material para deformarse de manera permanente


sin romperse cuando se aplica una fuerza. Existen dos medidas comunes de la ductilidad. El
porcentaje de elongación que cuantifica la deformación plástica permanente en la falla es decir,
no se incluye la deformación elástica que se recupera después de la fractura midiendo la
distancia entre las marcas calibradas en el espécimen antes y después de la prueba.
Resultados de la simulación

Figura 1: Gráfica curva esfuerzo - deformación simulación

Figura 2: Gráfica curva ln esfuerzo – ln deformación simulación


Coeficiente de endurecimiento: 0.2595

Tabla 1 : Dimensiones iniciales y finales de la probeta en simulación

Tabla 2 : Propiedades mecánicas del ensayo de tensión simulación

Resultados Experimentales

Figura 3: Gráfica curva esfuerzo - deformación experimental


Figura 4: Gráfica curva ln esfuerzo – ln deformación experimental

Coeficiente de endurecimiento: 0.1296

Tabla 3 : Dimensiones iniciales y finales de la probeta experimental

Tabla 4 : Propiedades mecánicas del ensayo de tensión

Análisis de Resultados
En base a los resultados gráficos obtenidos para el ensayo de tensión (figura 1 y 3) se
puede observar que el acero trabajado experimentalmente tiene una zona plástica
mayor y una zona elástica más pequeña, ya que resultó con un módulo de elasticidad
mayor al acero de la simulación. En la figura 2 y 4 que son gráficos de los ln Esfuerzo
vs Deformación se comparan los 2 materiales, como podemos observar el acero
experimental tiene un mayor coeficiente de endurecimiento Aunque, como se sabe el
El exponente n es una propiedad relacionada con la capacidad de estiramiento de un metal
durante un proceso de conformado. Mientras más grande es este valor menor es la tendencia
del material a causar deformaciones localizadas, lo que posibilita un mejor conformado. En este
caso, el acero de la simulación tiene coeficiente de endurecimiento, de 0.2595, el acero
experimental tiene un coeficiente de endurecimiento de 0.1296 si se tuviera un material que es
más dúctil, se debería contar con un valor mucho menor e incluso llega a valores negativos, lo
que significa físicamente es que el acero es el que tiene mayor resistencia a la deformación
plástica y también se comprueba por su alto esfuerzo de fluencia.

Conclusiones:

- La prueba de tensión es la indicada para obtener las propiedades mecánicas de los


materiales.
-Con esta prueba podemos determinar cual es la tensión máxima y en la cual se
empieza a deformar plasticamente.
-El acero a comparación de otros materiales más dúctiles tendría el mayor coeficiente
de endurecimiento.

Bibliografía:

• Kehl, George L., The principles of metallographic laboratory practice, Mc. Graw-
Hill, New York, 1949.
• Askeland, D. R., La Ciencia y la ingeniería de los materiales, Grupo Editorial
Iberoamérica, México, 1987.
• American Society for Testing and Materials, Annual Book of ASTM Standards, Metals
Test Methods and Analytical Procedure, Philadelphia, EU, 2000.
• Simulación de prueba de tensión , Recuperdado de : https://sm-
nitk.vlabs.ac.in/exp13/index.html#

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