UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERA CIENCIAS FSICAS Y MATEMTICA

ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

ENSAYO DE MATERIALES IESFUERZOS VERDADEROSINFORME #8

LOVATO VERDESOTO ANGELA JOHANAOCAPANA PULLUTAXI JENNIFER VANESSA VILLA LEMA CRISTIAN DAVID

SEMESTRE: TERCEROPARALELO: TERCERO

FECHA DE REALIZACIN DE LA PRCTICA: MIRCOLES 2 DE JULIO DEL 2014

FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: MIRCOLES 9 DE JULIO DEL 2014

MIRCOLES DE 16H00 A 19H00INTRODUCCINESTRUCTURA DEL ACEROLas propiedades fsicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribucin en el hierro. Antes del tratamiento trmico, la mayor parte de los aceros son una mezcla de tres sustancias: ferrita, perlita y cementita.

CARACTERSTICAS DE LOS ACEROSTenemos tres aceros a elegir: El acero al carbono que se emplear cuando trabajemos a temperaturas superiores de -28C,

El acero inoxidable cuando trabajemos a temperaturas entre -28C y -45C

El acero con una aleacin de 3,5% de nquel que se emplear a temperaturas inferiores a -45C.

PROPIEDADES MECNICAS DEL ACERO Resistencia al desgaste Tenacidad Maquinabilidad DurezaCOMPORTAMIENTO MECNICO DEL ACERO Limite de fluencia.- de alrededor de 2400 Kg/cm2, Resistencia a la rotura por traccin.- del orden de 4000Kg/cm2, con un porcentaje de 0,25% de carbono. LEY DE HOOKE relaciona linealmente tensiones con las deformaciones a travs del modulo de elasticidad E, constante para cada material que en el caso de los aceros y fundiciones vale aproximadamente 2.100.000 Kg/cm2.ESFUERZOS VERDADEROSLos esfuerzos de traccin, compresin y corte actan en forma aislada o combinada; sin embargo, en este estudio tambin se los conoce como esfuerzos principales o reacciones crticas de esfuerzos internos que podran superar los mximos esfuerzos permisibles de los materiales y por lo tanto causar el colapso del elemento o de la estructura. El esfuerzo verdadero se obtiene dividiendo la carga axial P para el rea seccional instantnea real. Sin embargo, el esfuerzo verdadero es solamente el esfuerzo promedio sobre el rea, porque los esfuerzos reales varan transversalmente en la seccin.La deformacin natural, tambin llamada deformacin verdadera, es el cambio en el tramo calibrado con respecto al tramo calibrado instantneo a lo largo del cual el cambio ocurre.En el caso de los materiales dctiles, por la enorme deformacin longitudinal que se produce, los cambios en la seccin transversal tambin son muy grandes y, especialmente para los procesos de estirado en fro, resulta conveniente considerar esos cambios y calcular valores verdaderos de esfuerzos y deformaciones.Cuando un material dctil es cargado mas all de la resistencia a la cadencia por todo el rango plstico, las dimensiones cambian perceptiblemente. As en los estudios sobre el comportamiento de materiales sometidos a grandes deformaciones, tales como los metales, en el rango plstico se ha descubierto que es deseable calcular el esfuerzo bajo una carga dada con las dimensiones instantneas.Bibliografa:

http://books.google.com.ec/books?id=iCBye0_lEXsC&pg=PA89&lpg=PA89&dq=esfuerzo+verdadero+y+deformacion+verdadera&source=bl&ots=XJxGnKA7j6&sig=3tRpJx9GKo3jc_HikvVKRJN8Dy4&hl=es&sa=X&ei=FWrLUfS2DoTU9gTrtYDwCQ&ved=0CDgQ6AEwAjgK#v=onepage&q&f=false Sandvik Coromant (2006).Gua Tcnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10. http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/esfuerzom4.htmOBJETIVO GENERAL: Conocer como reacciona la varilla ensayada sometida a diferentes cargas de traccin. Determinar los esfuerzos verdaderos de una varilla de acero sometida a traccin. Determinar los esfuerzos nominales de una varilla de acero sometida a traccin. Comparar los esfuerzos nominales y verdaderos Conocer el tipo de falla de la varilla.OBJETIVO ESPECFICO: Determinar los esfuerzos nominales, transversales, longitudinales, y los diagramas respectivos. Establecer las elongaciones verdaderas que ha sufrido la varilla hasta su punto de ruptura. Establecer la Ley de Hooke Establecer las elongaciones verdaderas que ha sufrido la varilla hasta su punto de ruptura. Analizar y establecer conclusiones y diferencias de los resultados obtenidos.

EQUIPO: Maquina Universal de 30 Ton Calibrador Tornillo Micromtrico Digital Deformmetro Lineal Compas de porcentaje

Maquina Universal de 30 Ton

12

Comps de porcentaje Deformmetro Lineal

Tornillo Micromtrico DigitalCalibrador

MATERIALES:Varilla de acero: Dimensiones:Longitud (LM) = 50 mmDimetro (Do)= 10,00 mm

Esquema:Do=10.00 mm

PROCEDIMIENTO:1. Medimos las respectivas dimensiones de la varilla con el calibrador (longitud, dimetro).

2. Colocamos la varilla en la Maquina Universal de 30 Ton sujetndola bien tanto en la parte superior como en la parte inferior.

3. Ponemos el Deformmetro Lineal , junto a la varilla.

4. Luego se proseguir a seguir teniendo las respetivas cargas, dimetro instantneo y deformaciones en forma ascendente.

5. El ayudante de catedra y dos estudiantes irn observando en el Deformmetro Lineal , las diferentes cargas, dimetro instantneo y deformaciones e ira dictando una a una respectivamente.

6. Cuando llegamos a la mxima carga, zona de rotura la varilla tiende a fallar y se rompe en dos pedazos. Retirar la varilla de la Maquina Universal de 30 Ton

7. Luego observamos que tipo de falla tiene.

8. Registramos los datos en la tabla.

TABLAS Y DATOS:TABLA: Esfuerzos Nominal-Deformacin Unitaria, Esfuerzo Transversal-Deformacin, Esfuerzo Longitudinal-Deformacin LM =50mm Do=10.00 mm

NCARGADEFORMACINDIAMETRO INSTANTNEOREA ESFUERZO NOMINALREA INSTANTNEAESFUERZO TRANSVERSALESFUERZO LONGITUDINAL

ESFUERZODEF. UNITARIAESF. VERDADERODEF. ESPEC. VERDADERAESF. VERDADERODEF. ESPEC. VERDADERA

PPAoP/A/LMAiSt=P/Ai=ln(Ao/Ai)Sl=(1+)=ln(1+)

(kg)(N)mm * 10^-2%(mm)(mm)(Mpa)mm/mm* 10^-2(mm)(Mpa)mm/mm* 10^-2(Mpa)mm/mm* 10^-2

1000_10.0078.540.000.0078.540.000.000.000.00

220019601_10.0078.5424.960.0278.5424.960.0024.960.02

340039202_10.0078.5449.910.0478.5449.910.0049.930.04

460058803_10.0078.5474.870.0678.5474.870.0074.910.06

580078404_10.0078.5499.820.0878.5499.820.0099.900.08

6100098006_10.0078.54124.780.1278.54124.780.00124.930.11

71200117607_10.0078.54149.730.1478.54149.730.00149.940.13

81400137208_10.0078.54174.690.1678.54174.690.00174.970.15

916001568010_10.0078.54199.640.2078.54199.640.00200.040.18

1018001764011_10.0078.54224.600.2278.54224.600.00225.090.20

1120001960012_10.0078.54249.550.2478.54249.550.00250.150.22

1222002156013_10.0078.54274.510.2678.54274.510.00275.220.23

1324002352014_10.0078.54299.470.2878.54299.470.00300.300.25

1426002548015_10.0078.54324.420.3078.54324.420.00325.390.26

1528002744020_10.0078.54349.380.4078.54349.380.00350.770.34

1630102949840_10.0078.54375.580.8078.54375.580.00378.580.59

1729602900860_9.9978.54369.341.2078.38370.080.20373.770.79

1830602998880_9.9678.54381.821.6077.91384.890.80387.930.96

19300029400100_9.9278.54374.332.0077.29380.391.61381.821.10

20324031752120_9.9078.54404.282.4076.98412.492.01413.981.22

21333032634140_9.8978.54415.512.8076.82424.802.21427.141.34

22350034300160_9.8778.54436.723.2076.51448.302.62450.701.44

23356034888180_9.8478.54444.213.6076.05458.773.23460.201.53

24369036162200_9.8278.54460.434.0075.74477.463.63478.851.61

25376036848220_9.8178.54469.164.4075.58487.513.84489.811.69

26384037632240_9.7978.54479.154.8075.28499.924.24502.141.76

27390038220260_9.7778.54486.635.2074.97509.814.65511.941.82

28397038906280_9.7578.54495.375.6074.66521.105.06523.111.89

29401039298300_9.7478.54500.366.0074.51527.435.27530.381.95

30406039788320_9.7378.54506.606.4074.36535.105.47539.022.00

31410040180340_9.7378.54511.596.8074.36540.375.47546.382.05

32415040670360_9.7278.54517.837.2074.20548.095.68555.112.10

33419041062380_9.7178.54522.827.6074.05554.515.89562.552.15

34422041356400_9.7178.54526.568.0074.05558.485.89568.692.20

35425041650420_9.6778.54530.308.4073.44567.126.71574.852.24

36428041944440_9.6478.54534.058.8072.99574.687.33581.042.28

37429042042460_9.5878.54535.309.2072.08583.268.58584.542.32

38430042140480_9.5478.54536.549.6071.48589.539.42588.052.36

39432042336500_9.5378.54539.0410.0071.33593.529.63592.942.40

40434042532520_9.5178.54541.5310.4071.03598.7810.05597.852.43

41435042630540_9.5078.54542.7810.8070.88601.4210.26601.402.47

42436042728560_9.5078.54544.0311.2070.88602.8010.26604.962.50

43437042826580_9.4878.54545.2811.6070.58606.7410.68608.532.53

44438042924600_9.4878.54546.5312.0070.58608.1310.68612.112.56

45444043512800169.3478.54554.0116.0068.51635.0813.66642.652.83

46445043610900189.2578.54555.2618.0067.20648.9515.59655.212.94

474450436101000209.1878.54555.2620.0066.19658.8917.11666.313.04

484270418461150238.9978.54532.8023.0063.48659.2421.29655.343.18

494110402781250258.6078.54512.8425.0058.09693.4030.16641.043.26

503800372401350278.1578.54474.1527.0052.17713.8540.91602.183.33

513310324381550316.3578.54413.0131.0031.671024.2890.83541.053.47

CLCULOS TPICOS: Datos:Dimetro (Do)= 10,13 pulgLongitud (LM) = 50 mm Carga (N)P= 200*9.8P= 1960 rea instantnea

rea (

ESFUERZOS NOMINALES

Esfuerzo

Deformacin Unitaria

ESFUERZOS TRANSVERSALES Esfuerzo

Deformacin Transversal

ESFUERZOS LONGITUDINALES

Esfuerzo

Deformacin Longitudinal :

t = ln t = ln t = 0.41

Mdulo de elasticidad: Tg = /Tg = /Tg = (49,91-24,96) / (0,04-0,02)*10-4Tg =(24,95/0,02)*10-4E = Tg = 1247,5 MPaCONCLUSIONES:LOVATO VERDESOTO ANGELA JOHANA La falla que se produjo en la varilla es de cono y crter, esto quiere decir que es un material dctil. Los respectivos diagramas son casi iguales o aproximados hasta el lmite de fluencia desde all tienden a separarse las curvas.OCAPANA PULLUTAXI JENNIFER VANESSA Segn va aumentando la carga y la deformacin la varilla tiende a ir teniendo un dimetro ms pequeo hasta que se produce la rotura cuando llega a su carga mxima. Al ser aplicada la carga, la varilla comienza a deformarse transversalmente, provocando la rotura dentro de la Longitud de Medida

RECOMENDACIONES:LOVATO VERDESOTO ANGELA JOHANA No olvidarse de medir las respectivas dimensiones de cada material. Estar en forma ordenada y en silencio para poder escuchar las respectivas cargas, dimetros y deformaciones que se van produciendo durante el ensayo.OCAPANA PULLUTAXI JENNIFER VANESSA Tener mucho cuidado en el momento del ensayo porque hay algunos materiales que puedan reaccionar en forma brusca. Colocarse en un lugar adecuado para tener mejor visibilidad y poder tomar las fotografas.

BIBLIOGRAFIA: Prcticas de Laboratorio sobre Resistencias de Materiales de AFANASIEV, A.M; MARIEN, V.A TROXELL, DAVIS, WISKOCIL; Ensayo e inspeccin de los materiales de Ingeniera http://. es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_tracci%C3%B3n

ANEXOS:

ANTES DEL ENSAYODESPUS DEL ENSAYO: Falla De Grano Grueso Medio Cono, CrterDEDUCCIN DE FRMULAS:1. MEDIDAS TRANSVERSALES:

En el esfuerzo transversal St se aplica para el rea instantnea

2. MEDIDAS LONGITUDINALES:

FRACTURAS:Fractura copa y cono & Fractura plana.Como resultado de la triaxialidad de tensiones producida por la estriccin, se alcanza una situacin en la que las pequeas inclusiones no metlicas que contiene el material en la zona estringida o bien se fracturan o bien se de cohesionan de lamatrizmetlica produciendo micro huecos que crecen gradualmente al ir progresando la deformacin plstica, hasta coalescer. De este modo se genera una fisura interna plana en forma de disco orientada normalmente a ladireccindel esfuerzo aplicado. Finalmente, la rotura se completa por corte a lo largo de una superficie cnica orientada a unos 45 del eje de traccin, dando origen a la clsica fractura copa y cono que se ilustra en laFig. (a).

Laproduccinde la rotura a lo largo de la superficie cnica tiene su origen en el hecho que a medida que el vrtice de la fisura plana en forma de disco se acerca a la superficie de la barra, se pierde triaxialidad de superficie libre es nula. Por lo tanto, la constriccin plstica disminuye y consecuentemente las tensiones de corte a 45 del eje se tornan preponderantes, lo que conduce a la rotura plstica a lo largo de tales planos.Si el material es frgil, o mediante una entalla superficial se induce unestadode triaxialidad superficial, tiende a suprimirse la zona cnica y se obtiene entonces una fractura plana como puede verse en laFig. (b).tensiones porque la tensin normal a la

FRACTURA DCTILEsta fractura ocurre bajo una intensa deformacin plstica.

Fractura dctilLa fractura dctil comienza con la formacin de un cuello y la formacin de cavidades dentro de la zona de estrangulamiento. Luego las cavidades se fusionan en una grieta en el centro de lamuestray se propaga hacia la superficie endireccinperpendicular a la tensin aplicada. Cuando se acerca a la superficie, la grieta cambia su direccin a 45 con respecto al eje de tensin y resulta una fractura de cono y embudo.CARACTERSTICAS MECNICAS Y TECNOLGICAS DEL ACERO

Aunque es difcil establecer las propiedades fsicas y mecnicas del acero debido a que estas varan con los ajustes en su composicin y los diversos tratamientos trmicos, qumicos o mecnicos, con los que pueden conseguirse aceros con combinaciones de caractersticas adecuadas para infinidad de aplicaciones, se pueden citar algunas propiedades genricas: Sudensidadmedia es de 7850kg/m. En funcin de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir. Elpunto de fusindel acero depende del tipo de aleacin y los porcentajes de elementos aleantes. El de su componente principal, elhierroes de alrededor de 1.510C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusin de alrededor de 1.375C, y en general la temperatura necesaria para la fusin aumenta a medida que se aumenta el porcentaje de carbono y de otros aleantes. (excepto las aleacioneseutcticasque funden de golpe). Por otra parte el acero rpido funde a 1.650C.15 Su punto deebullicines de alrededor de 3.000C.16 Es un material muytenaz, especialmente en alguna de las aleaciones usadas para fabricar herramientas. Relativamentedctil. Con l se obtienen hilos delgados llamadosalambres. Esmaleable. Se pueden obtener lminas delgadas llamadashojalata. La hojalata es una lmina de acero, de entre 0,5 y 0,12 mm de espesor, recubierta, generalmente de forma electroltica, porestao. Permite una buenamecanizacinenmquinas herramientasantes de recibir un tratamiento trmico. Algunas composiciones y formas del acero mantienen mayormemoria, y se deforman al sobrepasar sulmite elstico. Ladurezade los aceros vara entre la del hierro y la que se puede lograr mediante su aleacin u otros procedimientos trmicos o qumicos entre los cuales quiz el ms conocido sea eltemplado del acero, aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un ncleo tenaz en la pieza que evite fracturas frgiles. Aceros tpicos con un alto grado de dureza superficial son los que se emplean en las herramientas de mecanizado, denominadosaceros rpidosque contienen cantidades significativas decromo,wolframio,molibdenoyvanadio. Los ensayos tecnolgicos para medir la dureza sonBrinell,VickersyRockwell, entre otros. Se puedesoldarcon facilidad. Lacorrosines la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro seoxidacon suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidacin hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo mediantetratamientos superficialesdiversos. Si bien existen aleaciones con resistencia a la corrosin mejorada como losaceros de construccin cortenaptos para intemperie (en ciertos ambientes) o losaceros inoxidables. Posee una altaconductividad elctrica. Aunque depende de su composicin es aproximadamente de173106S/m. En laslneas areas de alta tensinse utilizan con frecuencia conductores de aluminio con alma de acero proporcionando ste ltimo la resistencia mecnica necesaria para incrementar los vanos entre la torres y optimizar el coste de la instalacin.