25-Noviembre-2016

ENSAYOS DE TRACCIÓN I Y II (NORMALIZADA) 6ª Práctica de Ciencias de los Materiales

GRUPO : A3 (2º INGENIERÍA MECÁNICA)

NOMBRE: ÁLVARO LECIÑANA SOLDEVILLA

Logroño, 25-Noviembre-2016

25-Noviembre-2016

1. Introducción y conceptos

En esta sexta práctica, realizaremos tres ensayos para un tipo de acero:

Con una máquina de ensayos de tracción relativamente moderna,

obtendremos una curva tensión-deformación dada informáticamente e

impresa.

o La pieza a ensayar será una probeta plana de chapa de acero.

Con una máquina universal de ensayos más antigua que la anterior,

realizaremos el ensayo y nos devolverá una gráfica tensión-deformación, algo

más inexacta que con la máquina anterior.

o Utilizaremos una probeta como la anterior, y una probeta cilíndrica.

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Las diferentes medidas las deberemos tomar según los siguientes esquemas:

Tras realizar el ensayo y producir la ruptura de la probeta, debemos observar dónde

rompe, para obtener lo primero que nos piden, el alargamiento (A%):

Si rompe por el tercio central:

𝐴 (%) =𝐿′0 − 𝐿0

𝐿0· 100

Si no rompe en el tercio central (N=nº de divisiones; n=nº de intervalos entre X

e Y):

o N-n=par

𝐴 (%) =𝑑𝑋𝑌 + 2𝑑𝑋𝑍 − 𝐿0

𝐿0· 100

o N-n=impar

𝐴 (%) =𝑑𝑋𝑌 + 𝑑𝑋𝑍′ + 𝑑𝑋𝑍′′ − 𝐿0

𝐿0· 100

Donde se marcan:

o Z a 𝑁−𝑛

2

o Z’ a 𝑁−𝑛−1

2

o Z’’ a 𝑁−𝑛+1

2

Después de calcular este parámetro, debemos obtener los ajustes de la escala gráfica

vertical y horizontal:

𝑒𝑔𝑌 =𝐹𝐶

𝑁𝐶𝐶

𝑒𝑔𝑋 =𝐿′0 − 𝐿0

𝑁𝐶𝐹𝑋

Tras esto, ya podemos calcular la Resistencia a la Tracción (Rm), la estricción (%z) de la

probeta cilíndrica, el módulo de elasticidad (E) y la carga máxima (Rf):

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𝑅𝑚 =𝐹𝑚𝑎𝑥

𝑆0

𝑍(%) =𝑆0 − 𝑆′0

𝑆0· 100

𝐸 =

𝑁𝐶𝑌𝐴 · 𝑒𝑔𝑌

𝑆0

𝑁𝐶𝑋𝐴 · 𝑒𝑔𝑋

𝐿0

𝑅𝐹 = 𝑁𝐶𝑌𝐹 · 𝑒𝑔𝑌

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2. Datos tomados y cálculos para el Ensayo de Tracción Normalizado

Las diferentes medidas que hemos ido obteniendo en los tres ensayos realizados son:

1. Probeta cilíndrica (con máquina universal de ensayos)

Antes de realizar el ensayo, debemos sujetar bien la probeta para prevenir

accidentes y errores en los cálculos. La sujeción queda como se muestra a

continuación:

Y las medidas obtenidas son:

Fmax=3625Kp

L’0=86’64mm

L0=72’32mm

Ø’0=6’8mm

Ø0=10mm

Lado corto – rotura =23’19mm

dXY=48mm

n=5

dyz’=17mm

dyz’’=25’7mm

𝐴 (%) =𝑑𝑋𝑌 + 𝑑𝑋𝑍′ + 𝑑𝑋𝑍′′ − 𝐿0

𝐿0· 100 =

48 + 17 + 25′7 − 72′32

72′32· 100

= 25′4%

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𝑒𝑔𝑌 =𝐹𝐶

𝑁𝐶𝐶=

3625

44= 82′39

𝑒𝑔𝑋 =𝐿′0 − 𝐿0

𝑁𝐶𝐹𝑋=

𝑑𝑋𝑌 + 𝑑𝑋𝑍′ + 𝑑𝑋𝑍′′ − 𝐿0

𝑁𝐶𝐹𝑋=

48 + 17 + 25′7 − 72′32

15= 1′23

𝑅𝑚 =𝐹𝑚𝑎𝑥

𝑆0=

3625

𝜋 · 52= 46′15

𝐾𝑝

𝑚𝑚2= 452,27𝑀𝑝𝑎

𝑍(%) =𝑆0 − 𝑆′0

𝑆0· 100 =

𝜋 · (52 − 3′42)2

𝜋 · 52· 100 = 53′76%

𝐸 =

𝑁𝐶𝑌𝐴 · 𝑒𝑔𝑌

𝑆0

𝑁𝐶𝑋𝐴 · 𝑒𝑔𝑋

𝐿0

=

19 · 80′38𝜋 · 52

3 · 1′2372,32

= 381′10𝐾𝑝

𝑚𝑚2= 3734′81𝑀𝑝𝑎

𝑅𝐹 = 𝑁𝐶𝑌𝐹 · 𝑒𝑔𝑌 = 43 · 85 = 765𝐾𝑝

2. Probeta de chapa (con máquina universal de ensayos)

En este caso, también debemos sujetar bien la probeta, como se muestra en la

imagen:

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Y las medidas obtenidas son:

e=2mm

b=20mm

Fmax=850Kp

L’0=99’87mm

L0=80mm

dXY=45mm

n=4

dyz=28mm

𝐴 (%) =𝑑𝑋𝑌 + 2𝑑𝑋𝑍 − 𝐿0

𝐿0· 100 =

45 + 2 · 28 − 80

80· 100 = 26′25%

𝑒𝑔𝑌 =𝐹𝐶

𝑁𝐶𝐶=

850

10= 85

𝑒𝑔𝑋 =𝐿′0 − 𝐿0

𝑁𝐶𝐹𝑋=

𝑑𝑋𝑌 + 2𝑑𝑋𝑍 − 𝐿0

𝑁𝐶𝐹𝑋=

45 + 2 · 28 − 80

16= 1′31

𝑅𝑚 =𝐹𝑚𝑎𝑥

𝑆0=

850

20 · 2= 21′25

𝐾𝑝

𝑚𝑚2= 208,25𝑀𝑝𝑎

𝐸 =

𝑁𝐶𝑌𝐴 · 𝑒𝑔𝑌

𝑆0

𝑁𝐶𝑋𝐴 · 𝑒𝑔𝑋

𝐿0

=

4 · 8520 · 2

3 · 1′3180

= 173′03𝐾𝑝

𝑚𝑚2= 1695′67𝑀𝑝𝑎

𝑅𝐹 = 𝑁𝐶𝑌𝐹 · 𝑒𝑔𝑌 = 9 · 85 = 765𝐾𝑝

Observamos que la Resistencia Mecánica o Resistencia a la Tracción ha

disminuido debido a la forma de la probeta.

Por otro lado, el módulo de elasticidad, que es común para todas las probetas

de un mismo material, debería ser constante. Al no serlo, podemos concluir

que la medición no ha sido de gran exactitud.

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3. Probeta de chapa (con máquina moderna)

Ahora, las medidas las obtendremos más objetivamente, al estar informatizadas y al

tratarse de una máquina relativamente moderna:

Y las medidas obtenidas son:

e=2mm

b=20mm

Fmax=1835Kp

FA=920’99Kp

L0-L’0=14’68mm

L0=80mm

𝐴 (%) =𝐿′0 − 𝐿0

𝐿0· 100 =

14′68

80· 100 = 18′35%

𝑅𝑚 =𝐹𝑚𝑎𝑥

𝑆0=

1835

20 · 2= 41′88

𝐾𝑝

𝑚𝑚2= 449′58𝑀𝑝𝑎

𝐸 =

𝐹𝐴

𝑆0

Δ𝐿0

𝐿0

=

920′9920 · 20′5480

= 3411′07𝐾𝑝

𝑚𝑚2= 33428′53𝑀𝑝𝑎

𝑅𝐹 = 701′62𝐾𝑝

Observamos que la Resistencia Mecánica o Resistencia a la Tracción es de una

magnitud parecida a la de la probeta cilíndrica. Además, el módulo elástico ha

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salido muy diferente a las otras pruebas. Esto demuestra que las mediciones

entre la máquina universal de ensayos y la máquina moderna de tracción son

muy diferentes.

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3. Datos obtenidos de las máquinas