Resistencia de Materiales I 15006Ensayo de Tracción

Profesor: Claudio García Herrera

Departamento de Ingeniería MecánicaUniversidad de Santiago de Chile

Santiago, 31 de marzo de 2014

Índice

1 IntroducciónDiagrama esfuerzo–deformación (σ–ε)Definiciones básicas

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Índice

1 IntroducciónDiagrama esfuerzo–deformación (σ–ε)Definiciones básicas

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Introducción

Hasta ahora sólo hablamos de la resistencia del material en términosde esfuerzo (σ)Ahora incluiremos los cambios de forma, deformación (ε) uniaxialelástica.Se estudiarán las relaciones entre deformaciones, equilibrio de fuerzasy relaciones entre σ y ε −→ problemas estáticamente indeterminados.

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Ensayo de tracciónAplicar un estado uniforme de esfuerzo normal en una muestra delmaterial.Se registra la carga, el desplazamiento de las mordazas, eldesplazamiento entre marcas (extensómetro mecánico u óptico).El ensayo se encuentra normado (ASTM E8M, NCh 200 OF74).Ensayo del tipo destructivo.

Máquina de tracción

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Máquinas de tracción

Principales fabricantes disponibles en ChileINSTRONZWICK

TiposElectromecánicas.

1 Cargas máxímas 130 kN (13 TON)2 Velocidades máximas 500 mm/min3 Fácil control de desplazamiento4 Difícil control de la carga

Oleohidráulicas.1 Cargas máxímas 1000 kN (100 TON) (pocas en Chile)2 Velocidades máximas 100 mm/min3 Difícil control de desplazamiento4 Fácil control de la carga

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Máquinas de tracción disponibles en el DIMEC

.

Máquina 100 kN Instron Máquina 500 N Instron

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ProbetasMetal

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Probetas típicas del ensayo, normalizadas (ASTM)(dogbone)

Plano cilíndrica (dimesiones enmm)

Plano plana (dimensiones en mm)claudio.garcia@usach.cl (DIMEC) Resistencia de Materiales I 15006 31 de marzo de 2014 8 / 19

ProbetasPlásticos y materiales compuestos

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Probeta de resina ASTM D 638 Probeta material compuesto ASTM D 3039/D

3039M

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Realización del ensayo

.

Tracción cobre. Material compuesto.

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Análisis del ensayo

Curva carga desplazamiento. Formación del cuello.

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Medidas de EsfuerzoEsfuerzo ingenieril, es el esfuerzo normal calculado considerando elárea transversal de la probeta libre de cargas. σ = P

A

Esfuerzo real o de Cauchy. Idem al anterior pero considerando el áreatransversal real (deformada) σr = P

a

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Medidas de DeformaciónDeformación ingenieril ε = l−L

L = δL

Deformación logarítmica εl .Si se toma una cantidad infinitesimal dedesplazamiento (dl) entonces la deformación que se obtiene al estiraruna barra de logitud L hasta una longitud l es:

εl =

∫ l

L

dll

= log l − log L = loglL

Deformación real εr . Se define al igual que la anterior pero entérminos del área transversal inicial y final, es decir: εr = log A

a

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Curva esfuerzo deformación (aceros)ingenieril o real

1

2

3

3

4 5

A

B

Defor

Esfuerzo

A) Esfuerzo ingenieril=σ = PA

B) Esfuerzo real=σr = Pa

Deformación ingenieril = ε = l−LL

1 Esfuerzo ingenieril máximo(UTS)

2 Límite de proporcionalidad3 Punto de rotura

(ingenieril 6=real)4 Endurecimiento por

deformación5 Estricción (Necking)

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Curva esfuerzo deformación (metales)ingenieril o real

A) Esfuerzo ingenieril=σ = PA

B) Esfuerzo real=σr = Pa

Deformación ingenieril = ε = l−LL

1 Esfuerzo ingenieril máximo(UTS)

2 Límite de proporcionalidad3 Punto de rotura

(ingenieril 6=real)4 Endurecimiento por

plasticidad5 Formación de cuello

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Curva esfuerzo deformación ingenieril

Material A36 (planas) Cobre (cilíndricas)

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Formación del cuello (necking)

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