UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS FISICAS Y
MATEMATICA
CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
TEMA:
ENSAYO DE TRACCION VERDADERA
ENSAYO N7
NOMBRE:
ALEXIS JAVIER LEON TAPIA
PARALELO:
SEGUNDO
FECHA DE REALIZACION:
2015/07/02
FECHA DE ENTREGA:
2015/07/09
DIA Y HORA:
JUEVES/09:00
INTRODUCCION:
El ensayo de traccin es uno de los ms empleados. Consiste en someter una
probeta de forma y dimensiones determinadas a un esfuerzo de traccin en la
direccin de su eje, hasta romperla.
Las probetas empleadas son generalmente barras de seccin regular y
constante casi siempre circulares. Sus extremidades son de mayor seccin,
para facilitar la fijacin de la probeta a la mquina que ha de producir el
esfuerzo de traccin.
En las probetas se hacen dos marcas entre las cuales se mide la longitud, que
se denomina calibrada. Esta longitud puede dividirse en partes iguales para
medir las deformaciones a lo largo de la probeta.
Para que los resultados de los ensayos sean comparables, deben ser las
probetas utilizadas geomtricamente semejantes, pues slo entonces, bajo las
mismas cargas, se obtendrn deformaciones proporcionales.
Los ensayos de traccin, de compresin y flexin pueden realizarse con una
mquina Universal, cuyo mbolo, movido hidrulicamente, produce tracciones,
compresiones y flexiones a voluntad, aplicando las cargas deseadas a la
probeta colocada y sujeta en la mquina por medio de mordazas adecuadas.
Una vez que la tensin a que se ha sometido la probeta pasa el lmite de
elasticidad, o de proporcionalidad entre las cargas y los alargamientos, hay
algunas fluctuaciones en la curva, entrndose en el denominado perodo
plstico-elstico.
A partir del punto fs, que es el lmite superior de fluencia, los alargamientos
aumentan rpidamente sin necesidad de aumentar la tensin hasta un punto fi,
que se denomina lmite inferior de fluencia.
A partir de este punto, vuelve a ser necesario aumentar la carga durante un
perodo que se conoce por el nombre de perodo de fortalecimiento, hasta
alcanzar un valor mximo de la tensin R, que se denomina tensin de rotura,
aunque la rotura propiamente dicha no se produzca en este punto, sino
despus de un perodo durante el cual la probeta se estira rpidamente,
reducindose sensiblemente su seccin hasta que se produce la rotura bajo un
esfuerzo menor que la tensin antes citada.
OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES:
Establecer las variaciones entre esfuerzos unitarios y deformaciones
especficas verdaderas con respecto a esfuerzos unitarios y
deformaciones especficas nominales, como hallar las propiedades
mecnicas para el acero laminado al calor con carga axial.
Interpretar los datos obtenidos mediante el anlisis de diagrama
esfuerzo unitario vs deformacin especifica.
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Hallar su porcentaje de ductilidad, esfuerzo nominal y deformacin
especifica lineal as como encontrar el mdulo de elasticidad.
Identificar las zonas del diagrama debido al comportamiento del material,
as como sus lmites correspondientes.
Investigar sobre las fallas de cada material de acuerdo a lo observado
en practica
MATERIALES Y EQUIPOS
EQUIPOS:
Mquina Universal 30 Ton.
Apreciacin: 1 Kg
Calibrador
Apreciacin: 0.05mm
Deformimetro Lineal
Apreciacin:
Compas de porcentaje
Apreciacion: %
MATERIALES:
Barra de acero laminado al
caliente
Acero laminado al caliente. Dimensiones:
PROCEDIMIENTO:
Determinar la capacidad y apreciacin de cada equipo a utilizar.
Determinar el Dimetro de la probeta y la Longitud de Medida con el calibrador y el tornillo micromtrico. Preparar la mquina para realizar el ensayo en la probeta, colocar los aditamentos correspondientes para sujetar la muestra. Colocar el Dial de Deformaciones de traccin de manera que permita observar las lecturas durante el ensayo. Se realiza el ensayo controlando a travs de la carga, luego ensayo controlando a travs de las deformaciones y ensayo controlado por las cargas y deformaciones. Registrar los valores en tablas, de las deformaciones, cargas y variaciones de dimetro producidas debido a la aplicacin de cargas de traccin. Con los valores, obtener grfico de esfuerzos y deformaciones nominales, esfuerzos y deformaciones verdaderos
TABLAS Y DATOS:
CARGA DEFORMACION INS. DIAMETRO AREA INST
Ao/Ai
NOMINAL LONGITUDINAL TRANSVERSAL
P l i Ai SL L ST T
Kg N (0.01 mm) (mm) (mm2) MPa (mm/mm) Mpa mm/mm Mpa mm/mm
0 0 0 10,100 80,11865 1,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000
250 2452,5 0 10,100 80,11865 1,00000 30,61033 0,00000 30,61033 0,00000 30,61085 0,00000
500 4905 1 10,090 79,96008 1,00198 61,22067 0,00020 61,23291 0,00020 61,34311 0,00198
750 7357,5 1,3 10,090 79,96008 1,00198 91,83100 0,00026 91,85488 0,00026 92,01466 0,00198
1000 9810 2 10,080 79,80167 1,00397 122,44134 0,00040 122,49031 0,00040 122,92976 0,00396
1250 12262,5 2,8 10,080 79,80167 1,00397 153,05167 0,00056 153,13738 0,00056 153,66220 0,00396
1500 14715 3,2 10,080 79,80167 1,00397 183,66201 0,00064 183,77955 0,00064 184,39465 0,00396
1750 17167,5 4 10,080 79,80167 1,00397 214,27234 0,00080 214,44376 0,00080 215,12709 0,00396
2000 19620 4,7 10,070 79,64341 1,00597 244,88268 0,00094 245,11287 0,00094 246,34807 0,00595
2250 22072,5 5,2 10,070 79,64341 1,00597 275,49301 0,00104 275,77952 0,00104 277,14158 0,00595
2500 24525 6 10,070 79,64341 1,00597 306,10334 0,00120 306,47067 0,00120 307,93509 0,00595
2750 26977,5 7,8 10,060 79,48531 1,00797 336,71368 0,00156 337,23895 0,00156 339,40235 0,00794
3430 33648,3 1900 9,520 71,18112 1,12556 419,97379 0,38000 579,56383 0,32208 472,71386 0,11828
3520 34531,2 2000 9,480 70,58421 1,13508 430,99351 0,40000 603,39091 0,33647 489,21988 0,12670
3510 34433,1 2050 9,440 69,98982 1,14472 429,76910 0,41000 605,97443 0,34359 491,97297 0,13516
3500 34335 2100 9,400 69,39794 1,15448 428,54468 0,42000 608,53345 0,35066 494,75529 0,14365
3570 35021,7 2150 9,350 68,66163 1,16686 437,11558 0,43000 625,07527 0,35767 510,06216 0,15432
3540 34727,4 2200 9,300 67,92925 1,17944 433,44234 0,44000 624,15696 0,36464 511,22899 0,16504
3520 34531,2 2300 9,250 67,20079 1,19223 430,99351 0,46000 629,25052 0,37844 513,85112 0,17582
3600 35316 2400 9,200 66,47626 1,20522 440,78882 0,48000 652,36745 0,39204 531,25736 0,18666
3580 35119,8 2500 9,120 65,32517 1,22646 438,33999 0,50000 657,50999 0,40547 537,61510 0,20413
2490 24426,9 2780 7,090 39,48057 2,02932 304,87893 0,55600 474,39162 0,44212 618,70694 0,70770
0.00000
50.00000
100.00000
150.00000
200.00000
250.00000
300.00000
350.00000
400.00000
450.00000
500.00000
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
ESFU
ERZO
UN
ITA
RIO
DEFORMACION ESPECIFICA
ESFUERZO UNITARIO VS DEFORMACION ESPECIFICA NOMINALES
NOMINAL
y = 250223x
0.00000
50.00000
100.00000
150.00000
200.00000
250.00000
300.00000
350.00000
400.00000
450.00000
0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012 0.0014 0.0016 0.0018
LINEA DE REGRESION
0.00000
100.00000
200.00000
300.00000
400.00000
500.00000
600.00000
700.00000
800.00000
0.00000 0.05000 0.10000 0.15000 0.20000 0.25000 0.30000 0.35000 0.40000 0.45000 0.50000
ESFU
ERZO
UN
ITA
RIO
DEFORMACION ESPECIFICA
ESFUERZO UNITARIO VS DEFORMACION ESPECIFICA LONGITUDINAL
LONGITUDINAL
y = 250647x
0.00000
50.00000
100.00000
150.00000
200.00000
250.00000
300.00000
350.00000
400.00000
450.00000
0.00000 0.00020 0.00040 0.00060 0.00080 0.00100 0.00120 0.00140 0.00160 0.00180
LINEA DE REGRESION
0.00000
100.00000
200.00000
300.00000
400.00000
500.00000
600.00000
700.00000
0.00000 0.10000 0.20000 0.30000 0.40000 0.50000 0.60000 0.70000 0.80000
ESFU
ERZO
UN
ITA
RIO
DEFORMACION ESPECIFICA
ESFUERZO UNITARIO VS DEFORMACION ESPECIFICA TRANSVERSAL
TRANSVERSAL
y = 44289x
0.00000
50.00000
100.00000
150.00000
200.00000
250.00000
300.00000
350.00000
400.00000
0.00000 0.00100 0.00200 0.00300 0.00400 0.00500 0.00600 0.00700 0.00800 0.00900
LINEA DE REGRESION
CALCULOS TIPICOS:
ESTRICCION
e =Ao Af
Ao 100
e =80.12 39.48
80.12 100
e = 50.72%
NOMINAL
AREA DE APLICACION
A = r2
A = (5.05)2
A = 80.12 mm2
ESFUERZO MAXIMO
max = Pmax
A
max = 3600 9,81 N
80.12 mm2
max = 440.79 Mpa
ESFUERZO DE RUPTURA
=P
A
= 2490 9,81 N
80.12 mm2
= 304.88 Mpa
DUCTILIDAD
=l
L 100
=27,8mm
50mm 100
= 55.6% > 5%
LIMITE DE ELASTICIDAD:
P=2750Kgf
=P
A
= 2750 9,81 N
80.12 mm2
= 336.71Mpa
MODULO DE ELASTICIDAD
De acuerdo a la lnea de tendencia
y = 250223x
E = m = 250223 Mpa
LONGITUDINAL VERDADERO
ESFUERZO MAXIMO
max = (1 + )
max = 438.34 Mpa(1 + 0,5)
max = 657.51 Mpa
ESFUERZO DE RUPTURA
= (1 + )
= MPa(1 + 0.556)
= 474.39 Mpa
DEFORMACION LTIMA
= (1 + )
= (1 + 0.556)
= 0.442
DUCTILIDAD
=l
L 100
= (0.442) 100
= 44.2% > 5%
LIMITE DE ELASTICIDAD:
P=2750Kgf
= (1 + )
= 336.71MPa(1 + 0.00156)
= 337.23 Mpa
MODULO DE ELASTICIDAD
De acuerdo a la lnea de tendencia
y = 250647x
E = m = 250647 Mpa
TRANSVERSAL VERDADERO
ESFUERZO P=3600Kgf
max =
max = 3600 9.81
66.47
max = 531.31 Mpa
ESFUERZO DE RUPTURA Y MAXIMO
=
= 2490 9.81
39.48
= 618.71 Mpa
DEFORMACION LTIMA
=
= 80.12
39.48
= 0.7077
DUCTILIDAD
=l
L 100
= 0.7077 100
= 70.77% > 5%
LIMITE DE ELASTICIDAD:
P=2750Kgf
=
= 2750 9.81
79.48
= 339.4 Mpa
MODULO DE ELASTICIDAD
De acuerdo a la lnea de tendencia
y = 44289x
E = m = 44289 Mpa
CONCLUSIONES:
El lmite de elasticidad est bajo la carga P de 2750 kgf y para esfuerzos
nominales da un valor de 336.71 MPa, en esfuerzo verdadero longitudinal
337.23 MPa y esfuerzo verdadero transversal 339.4 MPa, muy similares
entre si lo que a su vez en los diagramas se observa que los esfuerzos
son equivalentes hasta este lmite.
Los clculos de esfuerzos unitarios y deformaciones especficas se
obtuvieron a partir de las variaciones instantneas tanto de la seccin
transversal y longitudinal, as variando en cada carga el rea de
aplicacin.
El material posee propiedades mecnicas muy buenas su ductilidad en
cada caso sobrepaso el 40%, lo que refleja que se puede deformar hasta
cerca de la mitad de longitud antes de producirse la falla.
La estriccin es igual para todos los casos 50.72% y fue considerable, al
inicio su dimetro era de 10.1 mm y al final cuando el material fallo 7.1
mm habiendo una reduccin del rea y por eso el material se esfuerza
ms.
El valor del esfuerzo mximo para esfuerzos nominales fue de 440.78
MPa cuya carga coincide con la carga mxima aplicada 3600Kgf y se
observa en el diagrama como la curva decrece a partir de este valor, esto
se debe a que el rea de aplicacin es constante. En esfuerzos
verdaderos longitudinales el esfuerzo mximo fue de 657.51MPa con una
carga de 3580Kgf, en este caso realmente la carga mxima que se aplic
no corresponde al esfuerzo mximo porque este depende de dos
variables el esfuerzo unitario y la deformacin especifica nominal. En el
caso de esfuerzos verdaderos transversales el esfuerzo mximo ser
igual a la carga aplicada por el rea instantnea, en este se observa que
el diagrama es siempre creciente y el valor de esfuerzo mximo coincide
con el de ruptura 618.7 MPa a 2490 Kgf.
El mdulo de elasticidad se obtuvo a partir de una lnea de tendencia
hasta el lmite de elasticidad en el caso de esfuerzos y deformaciones
nominales 250223 Mpa. En esfuerzos y deformaciones verdaderas
longitudinales 250647 Mpa, muy parecidas entre s, pero en esfuerzos y
deformaciones verdaderas transversales el valor es muy diferente 44289
Mpa.
RECOMENDACIONES:
Tomar los datos en la forma ms exacta posible, para no obtener
resultados equivocados.
ANEXOS:
Probeta luego del ensayo
Barra de acero en su posicin con los dems equipos antes del ensayo
Maquina Universal, Acero laminado al caliente, deformimetro lineal
Seccin de acero laminado al calor para ensayo