23/10/2015

informe

tracción i

ROCÍO DEL CAMPO PEDROSA

GL A3

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Esta práctica consiste en la comprobación de las características mecánicas de

un acero al carbono (F115) a partir de un ensayo de tracción.

El ensayo de tracción es un ensayo destructivo, muy utilizado hoy en día, en el

cual sometemos a una probeta normalizada a un esfuerzo progresivo y

creciente de tracción en la dirección del eje, con la finalidad de que se deforme

y finalmente se rompa. En todo este proceso, obtenemos una gráfica que nos

muestra su deformación, la tensión máxima, etc. Con este ensayo, somos

capaces de determinar las características mecánicas de la probeta.

Hemos realizado dos ensayos de tracción. En el primero de ellos rompíamos

una probeta cilíndrica y una chapa, mediante una máquina que realizaba la

gráfica correspondiente con papel y bolígrafo. En el segundo, rompíamos una

chapa, pero esta vez con una máquina más moderna, que nos realizaba la

gráfica mediante ordenador y nos proporciona datos numéricos.

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Comenzaremos hablando del ensayo de tracción I. Esta es la máquina que con

la que realizamos el ensayo.

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Lo primero medimos l y l0 en ambas piezas, la chapa y la probeta. Una vez que

tenemos los datos iníciales, realizamos una serie de divisiones en la probeta y

en la chapa, como se indica en la siguiente figura, y dividimos l0 en 10

divisiones:

A continuación, llevamos ambas piezas a la máquina para someterlas al

ensayo de tracción. Preparamos la máquina para realizar el ensayo, para ello

colocamos los pesos adecuados a la escala que vamos a utilizar y colocamos

el papel milimetrado en el tambor Colocamos la probeta dentro de las

mordazas mediante los discos de ajuste. Finalmente ajustamos la velocidad a

35mm/min y ponemos en marcha a la máquina para que se produzca la rotura.

Una vez finalizado en ensayo de tracción, tenemos ambas piezas rotas y con

una gráfica que define sus características:

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En este ensayo partimos de dos piezas, cuyas medidas iníciales y los datos

que nos proporcionan la gráfica son los siguientes:

Chapa:

l0 = 80 mm

l’0=105 mm

l− l0

2 =

20

2 = 10 mm

A0 12,5 mm 20 mm

l0 50 mm 80 mm

L0= 2 mm

A0=20mm

S0= A0· L0=20·2=40 mm2

OB= 16 mm

OF= 17 mm

OC= 19 mm

BF=129 mm

OA= 2 mm

Fmax=800 Kp

Probeta cilíndrica:

l = 99’2 mm

∅ = 10 mm

∅𝑓 = 6,8 mm

l0 = k · √𝑆 = 8’16 · √𝜋 · 52 = 72’34 mm

S0= 𝜋 · 𝑠2 = 78’53 mm2

l− l0

2 =

99′2−71′34

2 =

26′84

2 = 13’43 mm

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OB= 36 mm

OF= 38 mm

OC= 42 mm

BF= 70 mm

OA= 2 mm

Fmax=3500 Kp

A continuación nos fijamos en la rotura de cada una de las piezas. La chapa ha

roto en el tercio central, pero la probeta cilíndrica no. Por lo que el alargamiento

entre ellas variará. Aquí mostramos una imagen de las dos piezas rotas:

La chapa ha roto en el tercio central, por lo tanto el alargamiento corresponde a

la siguiente fórmula: A% = 𝑙𝑜𝑓− 𝑙0

𝑙0 · 100.

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Medimos la longitud final (lof) y junto con la inicial (l0) calculamos el

alargamiento:

lof = 105 mm

l0 = 80 mm

A% = 𝑙𝑜𝑓− 𝑙0

𝑙0 · 100 =

105−80

80· 100 = 31’25 %

A continuación, con los datos que nos proporciona la gráfica vamos a ir

realizando los cálculos correspondientes para hallar las propiedades

mecánicas:

-Escala eje y:

Egy =𝐹𝑚𝑎𝑥

𝑂𝐶 =

800

19

-Escala eje x:

Egx =𝑙𝑜−𝑙

𝐵𝐹 =

25

129

-Tensión a la rotura máxima:

Rm =Rt = 𝐹𝑚𝑎𝑥

𝑠0 =

800

40 = 20 Kp/mm2

-Límite elástico en el punto B:

LE(B) = OB · egy = 16 · 800

19 = 673’68 Kp/mm2

-Módulo de Young:

E= Rt

ε=

𝐹/𝑆

𝐴𝑙/𝑙0 =

80040⁄

2· 𝑒𝑔𝑥 /𝑙0 =

800 /4020·25 /129

80

= 4128 Kp/mm2

-Resistencia a la rotura en el punto F:

Rf = OF · egx = 17 · 800

19 = 715’78 Kp/mm2

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Finalmente, nos fijamos en la rotura la probeta cilíndrica. La probeta no ha roto

en el tercio central. Tendremos que ver si la rotura es de tipo par o impar. Para

ello, desde donde ha roto se cogemos la mínima distancia al punto de

calibración (A). Nos llevamos esa distancia al otro lado y obtenemos el punto B.

Finalmente, contamos el nº de divisiones entre A y B, que será n.

Una vez que tenemos n, realizamos la resta de N-n para obtener el tipo de

rotura. N es el número de divisiones iníciales, y n el número de divisiones que

acabamos de calcular:

N = 10

n = 3

N – n = 10 – 3 = 7 Roturas

Como obtenemos 7, que es un número impar, estamos ante una rotura impar.

Según la normativa:

𝑁−𝑛+1

2 =

10·3−1

2 = 3 divisiones de Y estará Z ‘

𝑁−𝑛+1

2 =

10·3+1

2 = 4 divisiones de Y estará Z ”

Al tratarse de una rotura impar, la fórmula del alargamiento es: A% = 𝑙𝑜𝑓− 𝑙0

𝑙0 ·

100, en donde lof=dxy+dyz’+dyz’’.

lof =33+22+28=83 mm

A% = 𝑙𝑜𝑓− 𝑙0

𝑙0 · 100 =

83 −80

80· 100 = 3’75 %

Como la probeta se ha alargado y no ha roto en el tercio central, calculamos la

estricción. La estricción es la disminución de la sección en la fractura de una

probeta rota por alargamiento.

Medimos el diámetro final ∅𝑓 = 6,8 mm que junto con el diámetro inicial

∅ = 10 mm calculamos la estricción:

e = 𝑠0−𝑆𝐹

𝑠0 · 100 · (1 −

∅𝑓2

∅𝑜2) · 100 = (1 −

6′82

102) · 100 = 53’76 mm

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A continuación, con los datos que nos proporciona la gráfica, realizamos los

cálculos correspondientes para hallar las propiedades mecánicas:

-Escala eje y:

egy = 𝐹𝑚𝑎𝑥

𝑂𝐶 =

3500

42

-Escala eje x:

egx = 𝑙𝑜−𝑙

𝐵𝐹 =

3

70

-Tensión a la rotura máxima:

Rm =Rt= 𝐹𝑚𝑎𝑥

𝑠0 =

3500

78,53 = 44’57 Kp/mm2

-Límite elástico en el punto B:

LE(B) = OB · egy = 36 · 3500

42 = 3000 Kp/mm2

-Módulo de Young:

E = Rt

ε=

𝐹

𝑆𝐴𝑙

𝑙𝑜

=

3500

78′53

2· 𝑒𝑔𝑥80

= 3500

78′53

2· 3/70

80

= 41597,69 Kp/mm2

-Resistencia a la rotura en el punto F:

Rf = OF · egx = 3500

42 · 38 = 3166,67 Kp/mm2