Para otros usos de este término, véase Tracción (desambiguación).

En el cálculo de estructuras e ingeniería se denomina tracción al esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.

Lógicamente, se considera que las tensiones que tiene cualquier sección perpendicular a dichas fuerzas son normales a esa sección, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que intentan alargar el cuerpo.

Deformaciones

Un cuerpo sometido a un esfuerzo de tracción sufre deformaciones positivas (estiramientos) en ciertas direcciones por efecto de la tracción. Sin embargo el estiramiento en ciertas direcciones generalmente va acompañado de acortamientos en las direcciones transversales; así si en un prisma mecánico la tracción produce un alargamiento sobre el eje "X" que produce a su vez un encogimiento sobre los ejes "Y" y "Z". Este encogimiento es proporcional al coeficiente de Poisson (ν):

Cuando se trata de cuerpos sólidos, las deformaciones pueden ser permanentes: en este caso, el cuerpo ha superado su punto de fluencia y se comporta de forma plástica, de modo que tras cesar el esfuerzo de tracción se mantiene el alargamiento; si las deformaciones no son permanentes se dice que el cuerpo es elástico, de manera que, cuando desaparece el esfuerzo de tracción, aquél recupera su longitud primitiva.

La relación entre la tracción que actúa sobre un cuerpo y las deformaciones que produce se suele representar gráficamente mediante un diagrama de ejes cartesianos que ilustra el proceso y ofrece información sobre el comportamiento del cuerpo de que se trate.

Resistencia en tracción

Como valor comparativo de la resistencia característica de muchos materiales, como el acero o la madera, se utiliza el valor de la tensión de fallo, o agotamiento por tracción, esto es, el cociente entre la carga máxima que ha provocado el fallo elástico del material por tracción y la superficie de la sección transversal inicial del mismo.

Comportamiento de los materiales

Son muchos los materiales que se ven sometidos a tracción en los diversos procesos mecánicos. Especial interés tienen los que se utilizan en obras de arquitectura o de ingeniería, tales como las

Por el contrario, las barras de acero soportan bien grandes esfuerzos a tracción y se considera uno de los materiales idóneos para ello. El acero en barras corrugadas se emplean en conjunción con el

hormigón para evitar su fisuración, aportando resistencia a tracción, dando lugar al hormigón armado.

Ejemplos

Cualquier elemento sometido a fuerzas externas, que tiendan a flexionarlo, está bajo tracción y compresión. Los elementos pueden no estar sometidos a flexión y estar bajo condiciones de tracción o compresión si se encuentran bajo fuerzas axiales.

Deformaciónelástica y plástica

Un material sometido a una tensión (fuerza) produce una deformación del mismo. Si al cesar la

fuerza el material vuelve a sus dimensiones primitivas, diremos que ha experimentado una

deformaciónelástica. Si la deformación es tal que no recupera por completo sus medidas

originales es una deformaciónplástica.

a) Esfuerzo y deformación.

El ensayo de tracción es uno de los másimportantes para determinar las propiedades mecánicas

de los materiales.

El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilíndrica o prismática de dimensiones

normalizadas (estándar) a un esfuerzo de tracción continuo (tendencia a estirar el material). Esta

pieza se llama probeta.

Consideremos una probeta de longitud lo y una sección Aosometida a una fuerza Fnorma de

tracción (perpendicular a la sección de la probeta).

Se define esfuerzo o tensión (σ) como la fuerza aplicada ala probeta por unidad desección

transversal Ao

σ= FAo

En la zona elástica (OE) hay, a su vez, dos zonas:

1. Zona de proporcionalidad (OP): En la gráfica es una línearecta, es decir, el alargamiento unitario

(ε) es proporcional a la tensión ejercida (σ).

σ = constante ・ ε

La constante se representa por la letra E y se llama módulo de elasticidad

2. Zona no proporcional (PE): El material se comporta de forma elástica, pero no existe una

relación proporcional entre tensión y deformación.

En la zona plástica (BE) hay, a su vez, otras dos zonas:

1. Zona de deformaciónplástica uniforme o zona de límite de rotura (ER): Se consiguen grandes

alargamientos con un pequeño incremento de la tensión. En el punto R existe el límite de rotura y

la tensión en ese punto se llama tensión de rotura (σ R). A partir de este punto, la probeta se

considera rota, aunque físicamente no lo este. Visita el siguiente enlace

2. Zona de rotura o zona de estricción o zona de deformaciónplástica

Localizada (RS): Las deformaciones son localizadas y, aunque disminuya la tensión, el material se

deforma hasta la rotura. En el punto D, la probeta se ha fracturado. La sección de la probeta se

reduce drásticamente.

Esta curva varia de un material a otro, e incluso, otros materiales presentan curvas distintas

(acero).

En el acero existe una zona por encima del límite elástico en el que se da una deformación

apreciable sin que varié la tensión aplicada. Este fenómeno es la fluenciay el punto donde

comienza a manifestarse el fenómeno es la tensión de fluencia. Zona

(EF).

Una vez definida la curva de tracción, veamos algunas definiciones

a) Limite de elasticidad o limite elástico(σE): La tensión a partir de la cual las deformaciones dejan

de ser reversibles, es decir, la probeta no recuperara su forma inicial.

b) Limite de rotura o tensión de rotura (σR): Máximo valor de la tensión observable en un

diagrama tensión -deformación. Esta es la máxima tensión que soporta la probeta.

c) Modulo de Young (E): Constante que representa la relación entre la tensión y la deformación en

la zona proporcional. También se le llama módulo de elasticidad.

d) Límite de proporcionalidad (σP): La tensión a partir de la cual deja de cumplirse la relación

proporcional entre tensión y deformación y, por lo tanto, se deja de cumplir la ley de Hooke.

e) Límite de fluencia (σF): valor de la tensión que soporta la probeta en el momentode producirse

el fenómeno de la fluencia

f) Estricción: es la reducción de la sección que se produce en la zona de la rotura

Curvas para un material dúctil y de poca resistencia y otro de alta resistencia, pero frágil:

b) La ley de Hooke

Se aplica en ensayos de tracción y con carácter general se enuncia así:

“Las deformaciones producidas en un elemento resistente son proporcionales a las

Fuerzas que lo producen”.

Fuerza

Deformación

=constante=tgα

La fuerza es de tracción (F) y la deformación Δl = l – lo

La constante se representa por K = tg α

Unidades:

F = En el sistema internacional Newton (N), también se elige kilopondio (Kp)

Δl = En el sistema internacional Metros (m), también se elige cm o mm

K en el Sistema Internacional N/m ,también se elige Kp/cm o Kp/mm

Deformación

Cuestionario

1. ¿Qué es tracción?

R.- El esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que

actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.

2. ¿Cómo afecta la tracción a los materiales?

R.-Un material sometido a una tensión (fuerza) produce una deformación del mismo. Si al

cesar la fuerza el material vuelve a sus dimensiones primitivas, diremos que ha

experimentado una deformación elástica. Si la deformación es tal que no recupera por

completo sus medidas originales es una deformación plástica.

3. ¿Cuál es la fórmula de la tracción?

R.-σ=FAo

4. ¿Efectos de la tracción en los materiales?

R.- Estiramiento, deformaciones y rupturas.

5. ¿Cuál es la ley de Hooke?

R.-Las deformaciones producidas en un elemento resistente son proporcionales a las

fuerzas que lo producen

6. ¿Cómo es el comportamiento de las barras de acero en las estructuras?

R.- Soportan grandes fuerzas axiales y coaxiales gracias a sus propiedades férricas

7. ¿Cuál es la resistencia a la tracción?

R.- La resistencia característica de muchos materiales, como el acero o la madera, se utiliza

el valor de la tensión de fallo, o agotamiento por tracción