Ensayo de Tracción - experimentación de las propiedades mecánicas del Aluminio /resistencia a las fuerzas axiales en el laboratorio

Retomando el tema de los ensayos del laboratorio donde investigue el tema de tracción cuyo nombre científico es Ensayo de Tracción , el objetivo de este ensayo es determinar las propiedades Mecánicas, es decir Módulo de Elasticidad, Resistencia a la fluencia, Resistencia Última Tensión y Ductilidad a una probeta de aluminio de 99%.

El ensayo de tracción consta básicamente de un probeta de un Material Deseado en este caso se utilizo una probeta de aluminio de 99% de pureza, la cual fue sometida a una Fuerza gradualmente aumentada con una maquina de tracción en cada uno de sus extremos para apreciar la respuesta del material y sus propiedades mecánicas como lo fue su límite de elasticidad, resistencia máxima, resistencia a la Fractura entre otras. Esta máquina anteriormente mencionada denominada como Maquina de tracción aplica una fuerza o Carga a la probeta con la intensión de que al sujetar por sus extremos esta se vaya deformando y por consiguiente elongando ocasionando un encuellamiento pasando por una deformación elástica, luego una deformación plástica para finalmente obtener su punto de fractura.

Ensayo de Tracción

El ensayo de tracción o ensayo a la tensión de un material consiste en someter a una probeta normalizada a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada lentamente. Las velocidades de deformación en un ensayo de tensión suelen ser muy pequeñas (ε = 10–4 a 10–2 s–1).

Fuente

Las propiedades mecánicas se pueden medir también mediante ensayos como el de choque, fatiga o tracción, y cuyos resultados están también tabulados y normalizados.

La densidad del aluminio (2,70 g/cm) es realmente baja comparada con la del hierro (7,90 g/cm), lo que hace que este metal sea relativamente ligero. Este metal también es muy dúctil y maleable, lo que hace que el mecanizado sea sencillo en comparación con otros metales. Uno de los pocos inconvenientes es su bajo punto de fusión (658 ºC) que no le permiten trabajar a altas temperaturas si no está aleado con otros metales. Su resistencia mecánica en estado puro no es muy buena y depende de los procesos a los que se someta el material, en cualquier caso muy rara vez supera los 27 kg/mm2 o 160-200 N/mm² (160-200 MPa) en estado laminado o trefilado crudo, mientras que su límite de fluencia varía entre 10 y 20 kg/mm2.

Norma COVENIM 299-89

Es una Serie de parámetros para la realización del Ensayo de Tracción destinada a la buena utilización de los equipos y normas necesarias para que los Resultados obtenidos para dicho Ensayo sea lo más Precisos posibles.

Fuente



Propiedades mecánicas en el ensayo de tracción

Esfuerzo:esfuerzo es la resistencia que ofrece un área unitaria (A) del material del que está hecho un miembro para una carga aplicada externa (fuerza, F). Así entonces:

Deformación: se relaciona con los cambios en la forma de la estructura que generan las cargas aplicadas. Así entonces

Propiedades que se puede determinar en un ensayo de tracción

*El límite elástico.

Es la tensión mínima que hay que aplicar para que aparezcan deformaciones permanentes en el material. Se define el límite elástico convencional, Rp, como el esfuerzo necesario para provocar una deformación plástica predefinida.

*Resistencia a la tracción.

Resistencia máxima de un material sujeto a una carga de tracción. Esfuerzo máximo desarrollado en un material en un ensayo de tracción.

*Ductilidad.

La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse.

Máquina universal

En ingeniería se denomina máquina universal a una máquina semejante a una prensa con la que es posible someter materiales a ensayos de tracción y compresión para medir sus propiedades. La presión se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos o un sistema hidráulico. Esta máquina es ampliamente utilizada en la caracterización de nuevos materiales. Así por ejemplo, se ha utilizado en la medición de las propiedades de tensión de los polímeros.

Fotos tomada en el laboratorio de materiales en la universidad "UNEXPO"




Fórmulas para el ensayo de tracción


Esfuerzo Ingenieril

Deformación ingenieril

Esfuerzo Real

Deformación Real

Ductilidad

Módulo de elasticidad

Donde el Área Transversal se calcula con la fórmula de área de un círculo, es decir:

Datos de la probeta a estudiar

Material: Aluminio al 99% de Pureza
Diámetro Inicial: 12,5mm Diámetro Final: 9mm
Longitud Inicial: 95mm Longitud Final: 109mm

Asi quedo la probeta aplicando el ensayo de tracción

A continuación se muestra de manera esquematizada los datos cuantitativos obtenidos durante el ensayo

*Carga máxima soportado por la probeta


Datos cualitativos representados mediante gráficas de curvas con los datos cuantitativos anteriormente mostrados:


Procedimientos

Determinar la capacidad y apreciación de cada equipo a utilizar.

Determinar el Diámetro de los metales de muestra y la Longitud de Medida para cada muestra usando el Vernier.

Preparar la máquina para ensayos a tracción (Máquina Universal), colocar los aditamentos correspondientes para sujetar las muestras metálicas o probetas.

Colocar en funcionamiento la Máquina Universal.

Colocar el Dial de Deformaciones de Alambre para Tracción de manera que permita observar las lecturas obtenidas al aplicar las cargas de manera controlada hasta que la muestra de metal falle.

Registrar los valores de las longitudes de las deformaciones y las cargas en una tabla.

Obtener mediante fórmulas los Esfuerzos y Deformaciones Ingenieriles y Reales.

Con los valores, obtener grafico Esfuerzo vs. Deformación y los resultados requeridos.




Mi argumento sobre los análisis obtenido en el laboratorio sobre la teoría el aluminio, teóricamente, la carga de rotura es más bien baja y varía según los tratamientos a que se somete el metal.En cualquier caso muy rara vez supera los 27 kg/mm2o 160-200 N/mm² (160-200 MPa) en estado laminado o trefilado crudo, mientras que su límite de fluencia varía entre 10 y 20 kg/mm2.En cambio, las aleaciones de aluminio pueden alcanzar resistencias mucho mayores y, además, pueden mejorarse de modo considerable sus características mediante tratamientos térmicos adecuados.

Otros valores como La Ductilidad (71%) y el Módulo de Elasticidad (267,5) parecen ser valores teóricamente correctos, esto es debido a que su cálculo se hizo mediante fórmulas previamente tabuladas

Recomendaciones como estudiante de ingeniería

1-Se recomienda aplicar las cargas axiales de manera lenta y continua a la probeta para optimizar los resultados y de manera que facilite la obtención de datos.
2-Utilizar la probeta especificada para el modelo de Máquina Universal correspondiente
3-Ajustarse a la norma COVENIN 299 para materiales metálicos





Bibliografías

*http://www.monografias.com/trabajos96/deformacion-y-resistencia-materiales/deformacion-y-resistencia-materiales.shtml#ixzz3GvL1IPr1
*http://es.scribd.com/doc/90511679/ENSAYO-DE-TRACCION-EN-COBRE-LATON-Y-ALUMINIO
*http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_tracci%C3%B3n
*Kehl, G.L. “Fundamentos de la práctica metalografía”, Ediciones Aguilar
*Harme, E.D, Ensaye e Inspección de los Materiales en Ingeniería


Espero que le haya gustado esta explicación del ensayo de tracción , nos vemos en el próximo post sobre en ensayo charpy , gracias por leer

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Excelente publicación, me recordó cuando estaba cursando ciencias de materiales, metalurgia fisica y materiales aeronáuticos. Sigue publicando contenido asi.

Hola @gerardoalfred, upv0t3
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<3 Este es un corazón, o un helado, tu elíges .

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Me gusto mucho esta publicación amigo!

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