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• Zurita Alejandro Mauricio

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial

INGENIERÍA INDUSTRIAL EN PROCESOS DE AUTOMATIZACIÓN TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES TEMA:

ENSAYO DE TENSIÓN

NIVEL:

TERCERO INDUSTRIAL “A”

INTEGRANTES:

Johanna Carrillo Luzdali Haro Jairo Llamuca Jenny Muñoz Franklin Pico Alejandro Zurita

TUTOR:

ING. VÍCTOR ESPÍN 2013 - 2014

1.

TEMA:ENSAYO DE TENSIÓN

2.

OBJETIVOS

General:  Comprender y analizarel comportamiento de diversos materiales metálicos al ser sometidos a un esfuerzo de tensión paraobtener las propiedades mecánicas de dicho material mediante una investigación bibliográfica. Específicos:  Determinar y analizar el funcionamiento del equipo utilizado para este ensayo.  Identificar las probetas estandarizadas para el ensayo de tensión que nos permita establecer la resistencia de un material mediante una fuerza aplicada.  Analizar el tipo de curva que obtenemos al aplicar el ensayo de tensión a base del esfuerzo y la deformación de la probeta. 3.

FUNDAMENTO TEÓRICO

INTRODUCCIÓN En el siguiente ensayo presentado será utilizado para medir la forma en que un material resiste una fuerza aplicada. El resultado de este ensayo será las propiedades mecánicas de dicho material.

ENSAYO DE TENSIÓN El ensayo de tensión o tracción mide la resistencia de un material a una fuerza aplicada, los materiales, bajo esfuerzos de tracción, se deforman primero elásticamente (deformación recuperable) y luego plásticamente (deformación permanente) 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.

3.1 Normas ASTM Para Ensayo de tracción Los datos del ensayo se usan para determinar el límite elástico, el alargamiento, el módulo elástico, el límite proporcional, la reducción del área, la resistencia a la tracción, el punto de fluencia, el esfuerzo de fluencia y otras propiedades de tracción. Los ensayos de tracción a temperaturas elevadas proporcionan los datos de fluencia. En ASTM E-8 se proporcionan los procedimientos para los ensayos de tracción de metales. TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES

Los métodos para los ensayos de tracción de los plásticos se describen en ASTM D-638, ASTM D-2289 (velocidades de deformación altas) y ASTM D-882 (láminas finas). En ASTM D-2343 se describe el método para los ensayos de tracción de las fibras de vidrio; ASTM D-897, adhesivos; ASTM D-412, caucho vulcanizado.

3.2 Probeta Las probetas tienen secciones mayores en los extremos y una sección reducida en el medio. El material de la sección reducida es la parte de la probeta que realmente se somete a la carga y al alargamiento. Una probeta típica tiene un diámetro de 0.505 in y una longitud calibrada de 2 in. Las probetas para ensayos de tensión se fabrican en una variedad de formas. La sección transversal de la probeta puede ser redonda, cuadrada o rectangular. Para la mayoría de los casos, en metales, se utiliza comúnmente una probeta de sección redonda. Para láminas y placas usualmente se emplea una probeta plana. La probeta se coloca en la máquina de pruebas y se le aplica una fuerza F, que se conoce como carga. Para medir el alargamiento del material causado por la aplicación de fuerza en la longitud calibrada de una barra de aleación de aluminio.

Deformación localizada durante el ensayo de tensión de un material Dúctil produciendo una región de encuellamineto.

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3.2.1 Encuellamiento Debido a las imperfecciones internas que poseen los materiales al no ser 100% homogéneos ni isotrópicos. 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 20 mm de longitud.

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Los materiales bajo esfuerzos de traccion se deforman primero elasticamente y luego plasticamnete.

3.3 EQUIPO UTILIZADO PARA EL ENSAYO DE TENSION La máquina utilizada en el laboratorio para la realización de este ensayo es una Prensa Hidráulica. Esta máquina se utiliza para dar forma, extruir, marcar metales y para evaluar la ductilidad de ciertos materiales metálicos sometidos a grandes presiones.

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3.3.1 Partes de la prensa hidráulica  BASE FIJA SUPERIOR E INFERIOR Son las dos bases que le dan la estabilidad general a la máquina, unidas mediante las dos columnas paralelas.

 MESA MÓVIL SUPERIOR Esta mesa, al ser empujada hacia arriba por el gato hidráulico, arrastra la mesa móvil inferir (por intermedio de las dos columnas móviles) y así, estira la probeta montada entre XXX mesa móvil y la base fija inferior.

 GATO HIDRÁULICO El gato hidráulico al ser expandido mediante el bombeo cae la palanca, actúa en un transductor de presión instalado entre su vástago y la base del manómetro. Este transductor de presión, cuyo embolo interno tiene un diámetro 56.8 mm, nos permite calcular la fuerza ejercida sobre la probeta, al leer la presión del manómetro.

 CALIBRADOR VERNIER Este calibrador se coloca entre la mesa móvil superior de la prensa y la base fija superior; su función es efectuar la medición de la elongación de las probetas utilizadas durante la prueba.

 INDICADOR DE PRESIÓN Este indicador es un manómetro que marca la presión ejercida sobre el aceite. La presión es causada por el gato hidráulico dentro de un pistón intermedio (transductor) entre su vástago y la mesa móvil superior. Tiene dos tipos de escalas, en Psi y en Bar.

 MORDAZAS DE TENSIÓN Esta parte de la máquina se utiliza para realizar la prueba de tensión; entre estas mordazas, es colocada la probeta que tiene dos hombros que facilitan el agarre a cada una de las mordazas; las mordazas giran en su eje central y permiten ser ajustadas al tamaño de la probeta en sus dos extremos; este ajuste debe hacerse cuidadosamente a mano hasta llegar a dejar fija la probeta; ambas mordazas deben ser ajustadas girándolas hacia la derecha.

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3.4 Curva de esfuerzo deformación.

P

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Propiedades Obtenidas del Ensayo de Tensión Límite Elástico La tensión a partir de la cual lasdeformaciones dejan de ser reversibles, es decir, la probeta no recuperará su formainicial. Ley de hooke: establece la relación entre el alargamiento o estiramiento longitudinal y la fuerza aplicada.

ε=δ/L ε = Estiramiento Longitudinal δ = Deformación= (Longitud Final) - (Longitud Inicial) L = Longitud Original

Resistencia a laTracción Máximo esfuerzo de tracción que un cuerpo puede soportar antes de romperse. Es sinónimo de carga de rotura por tracción. No debe confundirse con la carga admisible; ésta resulta inferior a la carga de fluencia en una cantidad que se denomina coeficiente de seguridad.

Resistencia a laRuptura Carga de tracción o fuerza necesaria para romper. Por lo general, la resistencia a la ruptura se indica en libras o libras/pulgadas del ancho de las probetas tipo lámina.

El módulo de Young es un parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la que se aplica una fuerza, tanto el módulo de Young como el límite elástico son distintos para los diversos materiales El Módulo de Young corresponde a la pendiente de la parte lineal inicial de la curva de tensión-deformación A mayor módulo, menor deformación elástica resultante de la aplicación de una tensión dada.

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Dónde: Es el módulo de elasticidad longitudinal. Es la presión ejercida sobre el área de sección transversal del objeto. Es la deformación unitaria en cualquier punto de la barra.

Resiliencia Elástica Capacidad de un material para absorber la energía de deformación elástica y devolverla cuando regresa a su forma inicial.

donde: A, L, V = AL\, son el área transversal, la longitud y el volumen respectivamente de la probeta. \sigma_e\, la tensión de límite elástico. E\, el módulo de elasticidad del material. En términos simples es la capacidad de memoria de un material para recuperarse de una deformación, producto de un esfuerzo externo. El ensayo de resiliencia se realiza mediante el Péndulo de Charpy, también llamado prueba Charpy.

Tenacidad Se define como la energía absorbida por un material antes de llegar a su punto de rotura (carga última). Se determina en la gráfica como el área bajo toda la curva de la gráfica esfuerzo- deformación.

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4.

APLICACIONES INDUSTRIALES

Este ensayo es muy útil en la industria:

5.



Comparaciones de los materiales,



El desarrollo de aleación,



Control de calidad



Diseño en determinadas circunstancias.

CONCLUSIONES  El ensayo nos permite conocer varias características y propiedades de los materiales, sujetos a este ensayo.

 Durante la investigación se establece el equipo, para el analisis del ensayo de tension ya que se utiliza para dar forma, extruir, marcar metales y para evaluar la ductilidad de ciertos materiales metálicos sometidos a grandes presiones.

 La probeta utilizada para el ensayo de tención tiene un diámetro de 0.505 in y una longitud calibrada de 2 in.

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6.

RECOMENDACIÓN

 Para conocer las propiedades de los materiales al momento de trabajo especialmente conocer su resistencia es ideal aplicar el ensayo de tensión.

7.

BIBLIOGRAFÍA  “Ciencia de Materiales: Selección y Diseño” Ed. Pearson Educación( 2001) Pat L. Mangonon  ASKELAND, Donal R., “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, Thomson Editores. México, 1998.  http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/tecnologia-de-materiales-industriales/bloqueiii/Tema-7-Ensayos_mecanicos.pdf  http://copernico.escuelaing.edu.co/lpinilla/www/protocols/MATE/PROTOCOLO%2 0TENSION.pdf  http://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/09/ensayos.pdf

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