ENSAYO de TRACCIÓN 😜 ¿DÚCTIL o FRÁGIL? ¿Módulo ELÁSTICO?

Summary

El ensayo de tracción es una prueba fundamental en ingeniería y materiales, que permite conocer la resistencia de un material a diferentes cargas. En este vídeo, se describe el proceso del ensayo de tracción, donde se estira una probeta estandarizada para medir la fuerza y el alargamiento. La gráfica resultante muestra dos zonas principales: la zona elástica, donde la tensión es proporcional a la deformación y el material retoma su forma original después de la carga; y la zona plástica, donde la deformación es irreversible. Se destacan parámetros clave como el módulo de Young, el límite elástico, la tensión de rotura y el alargamiento en la rotura. Estas propiedades son cruciales para la selección de materiales en diseños mecánicos y estructurales, asegurando que las tensiones no superen el límite elástico y evitando la rotura. Además, se menciona la existencia de materiales anisotrópicos y la importancia de entender las diferencias en sus propiedades mecánicas según la dirección de evaluación. El vídeo concluye con una invitación a los espectadores para que hagan preguntas y sugieran temas para futuras charlas.

Takeaways

• 🔍 El ensayo de tracción es una prueba que permite conocer la resistencia de un material a diferentes cargas.
• 📏 Las probetas utilizadas en el ensayo de tracción tienen una geometría normalizada, con cabezas más anchas que la zona central.
• 📈 La gráfica fuerza-alargamiento muestra dos zonas principales: una de crecimiento lineal y otra donde la fuerza alcanza un máximo y luego cae.
• 📉 El punto máximo de la curva de fuerza-alargamiento indica la carga máxima que el material puede resistir antes de la rotura.
• ⚙️ La tensión, calculada como la fuerza dividida por la sección inicial de la probeta, se relaciona con la deformación unitaria para obtener la gráfica de tensión deformación ingenieril.
• 🔵 La primera zona de la gráfica de tensión deformación ingenieril es la zona elástica, donde la tensión es proporcional a la deformación.
• 📏 El módulo de Young, también conocido como módulo elástico, es la pendiente de la gráfica en la zona elástica y es una medida de la rigidez del material.
• 🛠️ El límite elástico es la máxima tensión que el material puede soportar sin cambios permanentes en su forma.
• 🔻 Después del límite elástico, el material entra en la zona plástica, donde la deformación es irreversible y la tensión continúa aumentando hasta la rotura.
• 📊 El área bajo la curva de tensión deformación ingenieril representa la energía absorbida por el material hasta el punto de rotura, llamada tenacidad.
• 🏗️ Los materiales dúctiles pueden deformarse significativamente antes de romperse, mientras que los materiales frágiles rompen rápidamente después del límite elástico.

Q & A

¿Qué es un ensayo de tracción y qué se busca conocer con él?

Un ensayo de tracción es un experimento que se realiza para determinar la resistencia de un material a ser estirado y su capacidad para soportar cargas. A través de este ensayo, se busca conocer información sobre las propiedades mecánicas del material, como su capacidad de resistencia a la deformación y su comportamiento ante la aplicación de fuerzas.

¿Cómo se realiza un ensayo de tracción?

En un ensayo de tracción, se utiliza una muestra estándar llamada probeta, que se sujeta en una máquina de tracción. La máquina aplica un desplazamiento controlado a la probeta, mientras se registra la fuerza aplicada y se grafica en función del desplazamiento. La gráfica resultante muestra la relación entre fuerza y desplazamiento, permitiendo analizar el comportamiento del material bajo tensión.

¿Qué se puede observar en la evolución de la probeta durante el ensayo de tracción?

Durante el ensayo de tracción, se puede observar que la probeta comienza con una longitud calibrada y una sección constante. A medida que se aplica tensión, la longitud aumenta y la deformación se distribuye homogéneamente a lo largo de toda la probeta. Posteriormente, la sección de la probeta disminuye uniformemente hasta alcanzar un punto máximo, donde se produce una reducción acelerada de la sección en una zona localizada, culminando en la rotura de la probeta.

¿Qué se entiende por módulo de Young o módulo elástico en el contexto de un ensayo de tracción?

El módulo de Young, también conocido como módulo elástico, es la constante de proporcionalidad entre la tensión y la deformación unitaria en la zona elástica de la curva de tracción. Es una medida de la rigidez del material, indicando su resistencia a la deformación cuando se aplica una fuerza. Los materiales con un módulo elástico alto son más rígidos en comparación con los que tienen un módulo elástico bajo.

¿Cómo se diferencian los materiales isótopos de los anisótopos en términos de sus propiedades mecánicas?

Los materiales isótopos tienen sus propiedades mecánicas iguales en todas las direcciones, mientras que los materiales anisótopos, como la madera o las fibras de carbono, presentan diferencias en sus propiedades mecánicas dependiendo de la dirección en la que se evalúa. Esto significa que pueden mostrar un comportamiento diferente bajo cargas aplicadas en direcciones distintas.

¿Qué es el límite elástico y cómo se determina?

El límite elástico es la máxima tensión que un material puede soportar sin sufrir deformación permanente. Se recupera su forma original una vez que se retira la carga. Para su determinación, se utiliza el valor de la tensión en el punto donde se pierde la relación lineal entre tensión y deformación, es decir, el punto donde termina la zona elástica de la gráfica de tensión-desplazamiento.

¿Qué ocurre en la zona plástica de la curva de tracción?

En la zona plástica, las deformaciones son irreversibles y el material no recupera su forma original una vez retirada la carga. En esta zona, la tensión aumenta hasta alcanzar la tensión última de rotura, que es el punto en el que el material se rompe. La deformación plástica es mayor en materiales dúctiles y menor en materiales frágiles, que rompen temprano en el proceso de tracción.

¿Qué es la tenacidad del material y cómo se calcula?

La tenacidad del material es la energía absorbida para romper el material, es decir, la energía necesaria para causar una fractura. Se calcula como el área bajo la curva de tracción en la región donde se produce la rotura del material, desde la tensión inicial hasta la tensión máxima de rotura.

¿Cuáles son los parámetros importantes que se obtienen de un ensayo de tracción?

Los parámetros importantes que se obtienen de un ensayo de tracción incluyen el módulo elástico, el límite elástico, la tensión última de rotura y el alargamiento en la rotura. Estos parámetros son fundamentales para entender las propiedades mecánicas de un material y su capacidad para soportar cargas y deformaciones.

¿Cómo se aplican los resultados de un ensayo de tracción en el diseño y dimensionamiento de estructuras mecánicas?

En el diseño y dimensionamiento de estructuras mecánicas, se trabaja generalmente en el régimen elástico, es decir, por debajo del límite elástico de los materiales. Esto garantiza que, en caso de que las cargas apliquen tensiones, estas sean inferiores al límite elástico y, por lo tanto, la estructura pueda recuperar su forma original una vez que se retiren las cargas. Los resultados de los ensayos de tracción ayudan a determinar estos límites y garantizar la seguridad y la durabilidad de las estructuras.

¿Por qué se utilizan diferentes comportamientos de los materiales en procesos de fabricación?

Los diferentes comportamientos de los materiales en procesos de fabricación, como la laminación o la ebullición, se utilizan para aprovechar las características plásticas de los materiales. Al ingresar en el régimen plástico, el material puede ser moldeado o formado en una nueva configuración sin romperse, lo que es útil para crear piezas y estructuras con formas específicas y complejas.

¿Qué es la zona de influencia y cómo afecta la curva de tracción en algunos materiales como los aceros?

La zona de influencia, también conocida como zona de diferencia, es una tercia zona que aparece en la curva de tracción de algunos materiales, como los aceros, entre la zona elástica y la zona plástica. En esta zona, se produce una deformación apreciable del material sin un aumento proporcional de la tensión aplicada. Esta área de la curva refleja la liberación de dislocaciones y la formación de bandas de desglose en el material, lo que puede ser útil para entender su comportamiento en condiciones de carga real.