practica 4.- prueba de tension

8/2/2019 Practica 4.- Prueba de Tension

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLN

LICENCIATURA: INGENIERA MECNICA ELCTRICA

Laboratorio de Tecnologa de Materiales

Reporte de la Practica # 4:Prueba de Tensin

Realizado por:

Pea Vidal Jos Domingo

Matricula: 412009606

Grupo: 2201-B

Profesor: Oscar Snchez Bolaos

Fecha de la Practica: 16 de Abril de 2012

Fecha de Entrega: 23 de Abril de 2012


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Introduccin.

El diseo de cualquier elemento o de un sistema estructural implica responder dospreguntas: El elemento es resistente a las cargas aplicadas? y Tendr lasuficiente rigidez para que las deformaciones no sean excesivas e inadmisibles?Las respuestas a estas preguntas implican el anlisis de la resistencia y rigidezdeuna estructura, aspectos que forman parte de sus requisitos. Estos anlisiscomienzan por la introduccin de nuevos conceptos que son el esfuerzo y ladeformacin, aspectos que sern definidos a continuacin (Salvadori y Heller,1998; Timoshenko y Young, 2000).

Esfuerzo

Idea y necesidad del concepto de esfuerzo

Las fuerzas internas de un elemento estn ubicadas dentro del material por lo quese distribuyen en toda el rea; justamente se denomina esfuerzo a la fuerza por

unidad de rea, la cual se denota con la letra griega sigma () y es un parmetroque permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que establece una basecomn de referencia.

=

(.1)

Donde:PFuerza axial;Area de la seccin transversal.

Cabe destacar que la fuerza empleada en la ec. 1 debe ser perpendicular al reaanalizada y aplicada en el centroide del rea para as tener un valor de

constante que se distribuye uniformemente en el rea aplicada. La ec. 1 no esvlida para los otros tipos de fuerzas internas1; existe otro tipo de ecuacin quedetermine el esfuerzo para las otras fuerzas, ya que los esfuerzos se distribuyende otra forma.

Unidades

El esfuerzo utiliza unidades de fuerza sobre unidades de rea, en el sistemainternacional (SI) la fuerza es en Newton (N) y el rea en metros cuadrados (m2),el esfuerzo se expresa por N/m2 o pascal (Pa). Esta unidad es pequea por lo quese emplean mltiplos como el es el kilopascal (kPa), megapascal (MPa) o

gigapascal (GPa). En el sistema americano, la fuerza es en libras y el rea enpulgadas cuadradas, as el esfuerzo queda en libras sobre pulgadas cuadradas(psi). Particularmente en Venezuela la unidad ms empleada es el kgf/cm2paradenotar los valores relacionados con el esfuerzo (Beer y Johnston, 1993; Popov,1996; Singer y Pytel, 1982; Timoshenko y Young, 2000).

Deformacin

Concepto


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La resistencia del material no es el nico parmetro que debe utilizarse al disearo analizar una estructura; controlar las deformaciones para que la estructuracumpla con el propsito para el cual se dise tiene la misma o mayorimportancia. El anlisis de las deformaciones se relaciona con los cambios en laforma de la estructura que generan las cargas aplicadas.

Una barra sometida a una fuerza axial de traccin aumentara su longitud inicial; sepuede observar que bajo la misma carga pero con una longitud mayor esteaumento o alargamiento se incrementar tambin. Por ello definir la deformacin() como el cociente entre el alargamiento y la longitud inicial L, indica que sobrela barra la deformacin es la misma porque si aumenta L tambin aumentara .Matemticamente la deformacin sera:

=

Al observar la ec. 2 se obtiene que la deformacin es un valor adimensional siendo

el orden de magnitud en los casos del anlisis estructural alrededor de 0,0012, locual es un valor pequeo (Beer y Johnston, 1993; Popov, 1996; Singer y Pytel,1982).

Al conocer el uso de una maquina de laboratorio, se tratara de asemejar lo msposible a una prueba de tensin hecha en industria para el clculo de propiedadesde los materiales, de modo que el alumno cuente con las herramientas necesariaspara repetir esta prctica en modo industrial, es decir, con aplicacin de laspropiedades del material para sus diferentes usos.

Objetivos.

Hacer uso de una maquina de laboratorio y conocer su forma de operacinque nos permita determinar las propiedades y caractersticas de un material(en este caso Laton) al someterlo a esfuerzos de traccin,

Determinar la resistencia a la rotura y las principales propiedadesmecnicas del material, tales como: limite elstico, esfuerzo de ruptura,esfuerzo mximo, tenacidad y otros que deriven de estos.

Material y Equipo.Material Equipo

Probeta de Aluminio Maquina de tensin con todos losaccesorios.

Calibrador vernier.


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(Esfuerzo)

Consideraciones Tericas.

PropiedadesMecnicas

=

!

= !

=

[]

= []

Diagrama de Esfuerzo-Deformacin.

% =

()

Si % > 8% % = !

100

PropiedadesTensibles

Limite proporcional Resistencia a la fluencia Resistencia mxima Modulo de elasticidad (o de Young) Ductilidad Resistencia a la ruptura

Limite Proporcional

0.002

Ruptura

(Deformacin)


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=

!

=

454.5

!()

Procedimiento.

Medimos la longitud de la probeta como su dimetro.

Sujetamos entre las mordazas la probeta, dando la suficiente fuerza paraque no se recorra.

Iniciamos la prueba poniendo en marcha la palanca que hace mover haciaabajo a la mordaza no fija. Observando la carga se registrara en el dial deldinammetro y la presin ejercida en el manmetro.

Repetimos los pasos hasta que observamos que la probeta se rompi lo


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cual anotamos los siguientes resultados:

Resultados.

Material de la probeta: Aluminio.

= ! = 0.611 = ! = 4.77 = ! = 10.9 = 12.238

[]

[]

!

[]

0.8 0.0630 973.9607 0.005781.2 0.0950 1,460.9411 0.008721.3 0.1450 1,582.6862 0.013301.3 0.2000 1,582.6862 0.018351.4 0.2260 1,704.4313 0.020731.4 0.2520 1,704.4313 0.023121.5 0.3060 1,826.1764 0.028071.5 0.3120 1,826.1764 0.028621.5 0.3300 1,826.1764 0.030281.4 0.3640 1,704.4313 0.03339


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4.- Qu carga se alcanza cuando se forma el cuello estrangulamiento de laprobeta?

En la carga de .5.- Dibuje las dimensiones de la probeta utilizada en la prueba.

6.- Dibuje la fractura que se present y diga de que tipo es cada uno de losmateriales utilizados, de acuerdo a lo mostrado en la figura 3.

7.- Resuelva el siguiente problema: En una prueba de tensin se obtuvieron lossiguientes datos experimentales, de carga, alargamiento y otros.


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! = 1.277! = 0.8585! = 5.8750

! = 5.0800 = 7808.8 = 7037.0

Cargakg

Dist. Entre puntoscm

Esfuerzokg/cm2

Deformacincm

535.72 5.08508 149310.3636 1.0010

1107.76 5.09016 308743.4638 1.0020

1620.78 5.09524 451727.1171 1.0030

2161.04 5.10032 602302.8228 1.0040

2701.3 5.10540 752878.5286 1.0050

4054.22 5.11810 1129950.4639 1.0075

5329.96 5.13080 1485511.5841 1.0100

6219.8 5.14350 1733518.6288 1.0125

6664.72 5.15620 1857522.1511 1.0150

6941.66 5.16840 1934708.0171 1.0174

7164.12 5.18160 1996709.7783 1.0200

7500.08 5.232240 2090345.0911 1.0300

7808.8 5.39750 2176388.3515 1.0625

7037 5.87502 1961280.2005 1.1565

a) Calcular los esfuerzos y las deformaciones en la tabla anterior.

Esfuerzo() = FuerzaAxialAreadelaSeccinTransversal

Haciendo el calculo para el primer dato:

=

(.)(.). = .


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Deformacin = Alargamiento()LongitudInicial(l)

Haciendo el calculo para el primer dato:

=

.

. = .

b) Dibuje dos grficas en papel milimtrico de esfuerzo deformacin en dosescalas de deformacin diferentes apropiadas, una para la determinacinde:

i. Esfuerzo de cedencia

ii. Mdulo de elasticidad

iii. Lmite proporcionaliv. Resistencia mxima

Figura 3.- Fracturas tpicas.


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c) Calcule el porcentaje de elongacin y el porcentaje de reduccin de readel material.

% =

=. .

. % = .%

% =

=. .

. ()% = .%

d) Determine el esfuerzo mximo a la tensin y el esfuerzo de ruptura.

=

=

.. = .

=

()=

.

.

= .

e) Determine la resistencia del material.

Como el % es > 8% el material es dctil que sufre grandesdeformaciones antes de romperse.

Conclusiones

En esta practica nos queda claras varias caractersticas de los materiales en lascuales destaca el conocimiento de la carga mxima, su elasticidad,proporcionalidad como el modulo de resistencia. el procedimiento de la practica ygracias a los profesores se nos fue proporcionado todos los datos necesarios pararealizar la practica de buena forma y confiable respecto a los datos obtenidosconforme la carga aumentaba.Estos o conocimientos nos servirn en el futuro ya que seguimos acumulandoconocimientos que tal ves no consideremos importantes pero al fin y al cabo todaslas experiencias obtenidas son buenas para aplicarlas en la industria en elmomento indicado como ingenieros.

Bibliografa.

http://www.buenastareas.com/ensayos/Practica-Prueba-De-Tension/1959036.html

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