TITULO: ESFUERZO DEFORMACION ACERO A-36

INTEGRANTES:

-MICHAEL TOLEDO ROMERO-PAMELA YUPANQUI CCAPACCA-VANESSA -PAMELAINTRODUCCION: Elensayonormal a la tensin se emplea para obtener varias caractersticas yresistenciasque son tiles en eldiseo de nuestro acero.

El uso de losmaterialesen las obras deingenierahace necesario elconocimientode las propiedades fsicas de aquellos, y para conocer estas propiedades es necesario llevar a cabopruebasque permitan determinarlas. Organismos como la ASTM, se encargan de estandarizar las pruebas; es decir, ponerleslmitesdentro de los cuales es significativo realizarlas, ya que los resultados dependen de la forma y el tamao de las muestras, lavelocidadde aplicacin de las cargas, latemperaturay de otrasvariables.Es el material estructural ms usado para construccin de estructuras en el mundo. Es fundamentalmente una aleacin de hierro (mnimo 98 %), con contenidos de carbono menores del 1 % y otras pequeas cantidades de minerales como manganeso, para mejorar su resistencia, y fsforo, azufre, slice y vanadio para mejorar su soldabilidad y resistencia a la intemperie. Es un material usado para la construccin de estructuras, de gran resistencia, producido a partir de materiales muy abundantes en la naturaleza. Entre sus ventajas est la gran resistencia a tensin y compresin y el costo razonable.A pesar de la susceptibilidad al fuego y a la intemperie es el material estructural ms usado, por su abundancia, facilidad de ensamblaje y costo razonable; en Colombia su mayor uso como material estructural ha correspondido a las varillas usadas en el concreto reforzado y a los perfiles livianos usados en estructuras de techos.Solo a partir de 1991 con la Apertura Econmica se han empezado a construir, de nuevo, edificios con perfilera de acero de alto peso, los cuales se haban dejado de construir en el pas en los aos sesenta.Todos los materiales metlicos tienen una combinacin decomportamientoelstico yplsticoen mayor o menor proporcin.

Todo cuerpo al soportar unafuerzaaplicada trata de deformarse en el sentido de aplicacin de la fuerza. En el caso del ensayo de traccin, la fuerza se aplica endireccindel eje de ella y por eso se denomina axial, la probeta se alargara en direccin de su longitud y se encoger en el sentido o plano perpendicular. Aunque el esfuerzo y la deformacin ocurren simultneamente enel ensayo, los dos conceptos son completamente distintos.

La deformacin plstica corresponde a la rotura de los enlaces entre tomos vecinos ms prximos y a la reformacin de stos con nuevos vecinos, ya que un gran nmero de tomos o molculas se mueven unos con respecto a otros; al eliminar la tensin no vuelven a sus posiciones originales.

La curva usual Esfuerzo - Deformacin (llamada tambin convencional, tecnolgica, de ingeniera o nominal), expresa tanto el esfuerzo como la deformacin en trminos de las dimensiones originales de la probeta, unprocedimientomuy til cuando se est interesado en determinar losdatosde resistencia y ductilidad para propsito de diseo en ingeniera.Para conocer las propiedades de los materiales, se efectanensayospara medir su comportamiento en distintas situaciones. Estos ensayos se clasifican en destructivos y no destructivos. Dentro de los ensayos destructivos, el ms importante es el ensayo de traccin.

La curva Esfuerzo real - Deformacin real (denominada frecuentemente, curva de fluencia, ya que proporciona el esfuerzo necesario para que el metal fluya plsticamente hacia cualquier deformacin dada),muestrarealmente lo que sucede en el material. Por ejemplo en el caso de un material dctil sometido a tensin este se hace inestable y sufre estriccin localizada durante la ltima fase del ensayo y la carga requerida para la deformacin disminuye debido a la disminucin del rea transversal, adems la tensin media basada en la seccin inicial disminuye tambin producindose como consecuencia un descenso de la curva Esfuerzo - Deformacin despus del punto de carga mxima. Pero lo que sucede en realidad es que el material contina endurecindose por deformacin hasta producirse la fractura, de modo que la tensin requerida debera aumentar para producir mayor deformacin. A este efecto se opone la disminucin gradual del rea de la seccin transversal de la probeta mientras se produce el alargamiento. La estriccin comienza al alcanzarse la carga mxima.

Diagrama esfuerzo-deformacin obtenido a partir del ensayo normal a la tensin de una manera dctil. El punto P indica el lmite de proporcionalidad; E, el lmite elstico Y, la resistencia de fluencia convencional determinada por corrimiento paralelo (offset) segn la deformacin seleccionada OA; U; la resistencia ltima o mxima, y F, el esfuerzo de fractura o ruptura.

El punto P recibe el nombre de lmite de proporcionalidad (o lmite elstico proporcional). ste es el punto en que la curva comienza primero a desviarse de una lnea recta. El punto E se denomina lmite de elasticidad (o lmite elstico verdadero). No se presentar ninguna deformacin permanente en la probeta si la carga se suprime en este punto. Entre P y E eldiagramano tiene la forma de una recta perfecta aunque el material sea elstico. Por lo tanto, laleyde Hooke, que expresa que el esfuerzo es directamente proporcional a la deformacin, se aplica slo hasta el lmite elstico de proporcionalidad.

Muchosmaterialesalcanzan unestadoen el cual la deformacin comienza a crecer rpidamente sin que haya un incremento correspondiente en el esfuerzo. Tal punto recibe el nombre de punto de cedencia o punto de fluencia.

Se define laresistenciade cadencia o fluencia mediante elmtodode corrimiento paralelo.

Elensayode traccin consiste en someter a una probeta normalizada realizada con dicho material a un esfuerzo axial de traccin creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. Para ello se coloca la probeta en una mquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra mvil. Se procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza mvil.

MQUINA PARA ENSAYO DE TRACCIN

Se utiliza para determinar elcomportamientode los materiales bajo cargas cuasi-estticas de tensin y compresin, obteniendo susgrficosde esfuerzo-deformacin y su mdulo deelasticidad(mdulo de Young). Con estainformacinpodemos determinar que tan elstico oplsticoser el comportamiento de un material bajo laaccinde unafuerzaaxial actuando sobre l.

Lafiguraes una probeta al inicio del ensayo indicando las medidas iniciales necesarias.

Analizando las probetas despus de rotas, es posible medir dos parmetros: El alargamiento finalLf(Figura) y el dimetro finalDf, que nos dar el rea finalAf.

Estos parmetros se expresan como porcentaje de reduccin de rea%RAy porcentaje de alargamiento entremarcas%? L: % RA=x 100%?L=x 100.

Ambos parmetros son las medidas normalizadas que definen laductilidaddel material, que es la capacidad parafluir, es decir, la capacidad para alcanzar grandes deformaciones sin romperse. Lafragilidadse define como la negacin de la ductilidad. Un material poco dctil es frgil. LaFigurapermite visualizar estos dos conceptos grficamente.

El rea bajo la curva fuerza - desplazamiento representa la energa disipada duranteel ensayo, es decir la cantidad de energa que la probeta alcanz a resistir. A mayor energa, el material es mstenaz.

A partir delos valoresobtenidos en el grfico Fuerza-Desplazamiento, se puede obtener la curva Esfuerzo-Deformacin -.El esfuerzo, que tiene unidades de fuerza partido por rea, ha sido definido anteriormente, la deformacin unidimensional:

Para estudiar el comportamiento mecnico de los materiales, se recurre a la experimentacin sometiendo a los mismos a esfuerzos progresivos y registrando la deformacin resultante. Estosdatosse expresan endiagramascomo los de la Figura, donde toma la forma de curvas similares (en forma) a las obtenidas en losensayosde succin capilar. En la Figura puede apreciarse un tramo de la curva sl-el donde el esfuerzo es directamente proporcional a la deformacin. Este comportamiento constituye laleyde Hooke, que aplica solo para pequeas deformaciones, hasta un lmite denominado lmite de proporcionalidad, representado en la Figura por el punto a. En este tramo, el comportamiento del material es elstico, esto es, si se disminuye el esfuerzo aplicado lentamente, se recorre el mismo tramo de la curva en sentido contrario, hasta alcanzar el punto de origen donde el esfuerzo y la deformacin son nulos. La proporcionalidad entre el esfuerzo y la deformacin en el tramo de la ley de Hooke permite definir elmdulo de Youngomdulo de elasticidad(E). Este mdulo es la constante de proporcionalidad, de manera que:

Donde el mdulo de elasticidadEes positivo y presenta las mismas dimensiones que el esfuerzo ya que es adimensional. Elvalordel mdulo de Young es caracterstico para distintos materiales, por lo que puede utilizarse para comparar las caractersticas mecnicas de los mismos.

Zona elstica

La zona elstica es la parte donde al retirar la carga el material regresa a su forma y tamao inicial, en casi toda la zona se presenta una relacin lineal entre la tensin y la deformacin y tiene aplicacin la ley de Hooke. La pendiente en este tramo es el mdulo de Young del material. El punto donde la relacin entre ? y ? deja de ser lineal se llama lmite proporcional. El valor de la tensin en donde termina la zona elstica, se llama lmite elstico, y a menudo coincide con el lmite proporcional en el caso delacero.

Meseta de fluencia

Regin en donde el material se comporta plsticamente; es decir, en la que contina deformndose bajo una tensin "constante" o, en la que flucta un poco alrededor de un valor promedio llamado lmite de cedencia o fluencia.

Endurecimiento por deformacin

Zona en donde el material retoma tensin para seguir deformndose; va hasta el punto de tensin mxima, llamado por algunos tensin resistencia ltima por ser el ltimo punto til del grfico.

Zona de tensin post-mxima

En ste ltimo tramo el material se va poniendo menos tenso hasta el momento de la fractura. La tensin de fractura es llamada tambin tensin ltima por ser la ltima tensin que soport el material.

FORMA REAL DE LA CURVA TENSIN-DEFORMACIN

La curva descrita anteriormente se utiliza eningeniera, pero la forma real de dicha curva es la siguiente:

Aqu no se presenta una relajacin de la tensin, pues sigue aumentando hasta la rotura.

Despus del punto de carga mxima en el grfico de ingeniera, comienza a formarse un "cuello" en la probeta; este fenmeno se conoce como estriccin.

Esta disminucin en el rea transversal ocurre por deslizamiento debido a tensin cortante en superficies que forman 45 con el eje de la barra.

Sea una barra de acero al bajocarbono(A-36) sujeta a tensin con seccin circular.

DesignacinASTM

Acero

Formas

Usos

Fy minKsi

Fumintensin ksi

A-36NOM B-254

Al carbono

Perfiles, barras y placas

Puentes, edificios estructurales en gral. Atornillados, remachados y soldados

36 e < 8"32 e > 8"

58 80

Propiedades mecnicas del acero

Resistencia al desgaste.Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en contacto de friccin con otro material.

Tenacidad.Es la capacidad que tiene un material de absorber energa sin producir Fisuras (resistencia al impacto).

Maquinabilidad.Es la facilidad que posee un material de permitir elprocesode mecanizado por arranque de viruta.

Dureza.Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar.

Elasticidad: es lapropiedadde un material en virtud de la cual las deformaciones causadas por la aplicacin de una fuerza desaparecen cuando cesa la accin de la fuerza.

"Un cuerpo completamente elstico se concibe como uno de los que recobra completamente su forma y dimensiones originales al retirarse la carga". ej: caso de un resorte o hule al cual le aplicamos una fuerza.

Plasticidad: es aquella propiedad que permite al material soportar una deformacin permanente sin fracturarse.ConclusinLos materiales, en su totalidad, se deforman a una carga externa. Se sabe adems que, hasta cierta carga lmite el slido recobra sus dimensiones originales cuando se le descarga. La recuperacin de las dimensiones originales al eliminar la carga es lo que caracteriza al comportamiento elstico. La carga lmite por encima de la cual ya no se comporta elsticamente es el lmite elstico. Al sobrepasar el lmite elstico, el cuerpo sufre cierta deformacin permanente al ser descargado, se dice entonces que ha sufrido deformacin plstica. El comportamiento general de los materiales bajo carga se puede clasificar como dctil o frgil segn que el material muestre o no capacidad para sufrir deformacin plstica. Los materiales dctiles exhiben una curva Esfuerzo - Deformacin que llega a su mximo en el punto de resistencia a la tensin. En materiales ms frgiles, la carga mxima o resistencia a la tensin ocurre en el punto de falla. En materiales extremadamente frgiles, como los cermicos, el esfuerzo de fluencia, la resistencia a la tensin y el esfuerzo de ruptura son iguales.La deformacin elstica obedece a la Ley de HookeLa constante de proporcionalidadEllamada mdulo de elasticidad o de Young, representa la pendiente del segmento lineal de la grfica Esfuerzo - Deformacin, y puede ser interpretado como la rigidez, o sea, la resistencia del material a la deformacin elstica. En la deformacin plstica la Ley de Hooke deja de tener validez.