Prácticas de elasticidad y resistencia de materiales. El ensayo de tracción.

SAVUNISEVILLA

13 May 202116:59

Summary

TLDREl guion detalla el ensayo de tracción, una técnica para evaluar las propiedades mecánicas de los materiales. Se utiliza un acero bajo en carbono con una geometría cilíndrica y se somete a una máquina universal para medir la fuerza hasta su rotura. Se describe el proceso de ensayo, desde la preparación de la muestra hasta el análisis de los datos obtenidos, incluyendo comportamientos elásticos y plásticos, y se concluye con los resultados clave como el módulo de elasticidad, el límite elástico, la resistencia a la tracción y el alargamiento en rotura.

Takeaways

🔬 El ensayo de tracción es una técnica para determinar las características mecánicas de los materiales.
📐 Se utiliza una probeta cilíndrica de acero bajo en carbono para este ensayo.
🔧 La máquina universal se emplea para realizar el ensayo, sujetando la probeta con mordazas específicas.
📏 La probeta se sujeta por su forma y se tira hasta la rotura, midiendo fuerza y desplazamiento.
📊 Se emplea un extensómetro para medir el desplazamiento entre dos puntos a una distancia de 50 milímetros.
📈 El ensayo se representa gráficamente, con carga en el eje vertical y desplazamiento en el horizontal.
🔽 El ensayo puede controlarse por desplazamiento o carga, y se ajusta a una velocidad constante.
🔼 El comportamiento elástico de la probeta se manifiesta como una recta en la gráfica, con una relación proporcional entre carga y desplazamiento.
🔻 Al llegar a la carga máxima, la probeta entra en un comportamiento plástico, con alargamientos significativos y aumentos de carga menores.
📉 La rotura del material se caracteriza por una disminución en la sección transversal, lo que lleva a una caída en la carga a pesar del alargamiento continuo.
📌 Los resultados del ensayo incluyen el módulo de elasticidad, el límite elástico, la resistencia a la tracción y el alargamiento en rotura.

Q & A

¿Qué es el ensayo de tracción y para qué sirve?
-El ensayo de tracción es una práctica que permite determinar las características mecánicas de los materiales, como la resistencia y el alargamiento hasta la rotura.
¿Qué tipo de material se utiliza en la práctica descrita en el guion?
-Se utiliza un acero bajo en carbono con una geometría cilíndrica para realizar el ensayo de tracción.
¿Qué máquina se usa para realizar el ensayo de tracción mencionado en el guion?
-Se utiliza una máquina universal para realizar el ensayo de tracción, donde se inserta la probeta y se somete a una tensión constante hasta su rotura.
¿Cómo se asegura que la probeta se agarre correctamente en la máquina universal?
-Las mordazas de la máquina tienen una forma específica para agarrar la probeta por varios lados, con una superficie interior rugosa para un mayor rozamiento y una exterior lisa.
¿Qué herramientas se utilizan para medir la carga y el desplazamiento durante el ensayo?
-Se utiliza una célula de carga para medir la fuerza aplicada y un extensómetro para medir el desplazamiento entre dos puntos de la probeta.
¿Cómo se establece la velocidad de separación de la probeta durante el ensayo?
-Se indica a la máquina que controle la velocidad de desplazamiento, en este caso, se establece en un milímetro por minuto.
¿Qué representa el comportamiento elástico en el gráfico de carga-alargamiento?
-El comportamiento elástico se representa por una recta en el gráfico, donde la carga aplicada y el desplazamiento son proporcionales, y la probeta recupera su forma original al retirar la carga.
¿Cuál es la diferencia entre el comportamiento elástico y plástico en el ensayo de tracción?
-El comportamiento elástico se caracteriza por la recuperación de forma después de la carga, mientras que el plástico implica alargamientos permanentes con pequeños incrementos de carga o a carga constante.
¿Qué se entiende por 'fluencia del material', 'endurecimiento por deformación' y 'restrucción' en el comportamiento plástico?
-La 'fluencia del material' es el primer tramo de alargamiento a carga constante, el 'endurecimiento por deformación' es el segundo tramo donde se producen alargamientos con un aumento de carga, y la 'restrucción' es el tramo descendente después de la carga máxima donde la sección transversal de la probeta disminuye.
¿Cómo se determina el punto de rotura en el ensayo de tracción?
-El punto de rotura se determina cuando la carga aplicada comienza a disminuir, lo que indica que la sección transversal de la probeta está disminuyendo drásticamente y se está acercando a su ruptura.
¿Qué resultados se obtienen al final del ensayo de tracción y cómo se interpretan?
-Al final del ensayo, se obtienen la tensión de rotura, el módulo de elasticidad, el límite elástico, la resistencia a la tracción y el alargamiento en rotura. Estos resultados se interpretan para entender las propiedades mecánicas del material, como su rigidez, resistencia y capacidad de alargamiento antes de romperse.

Outlines

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🔬 Práctica del ensayo de tracción de un acero bajo en carbono

Se describe el proceso del ensayo de tracción, una técnica para determinar las propiedades mecánicas de los materiales. Se utiliza una probeta cilíndrica de acero bajo en carbono, sujetada por mordazas en una máquina universal. El ensayo implica aplicar una tensión constante hasta la rotura de la probeta. Se miden la fuerza y el desplazamiento, utilizando un extensómetro para registrar el desplazamiento entre dos puntos a una distancia inicial de 50 milímetros. El objetivo es obtener una gráfica de carga-desplazamiento para analizar el comportamiento mecánico del material.

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📊 Análisis del comportamiento elástico y plástico de la probeta

Se narra el comportamiento inicial de la probeta, que es elástico y lineal, mostrando una relación proporcional entre carga y desplazamiento. Al detener y reiniciar el ensayo, se confirma que el material recupera su forma original, característico del comportamiento elástico. A medida que se alcanza la carga de 3000 kilos, la probeta entra en su comportamiento plástico, evidenciado por grandes desplazamientos a carga constante. Se describen los tres tramos del comportamiento plástico del acero: afluencia, endurecimiento por deformación y restricción, que se observan hasta que se alcanza la carga máxima.

10:03

📉 Descenso de la carga y rotura de la probeta

Tras alcanzar la carga máxima, se inicia el descenso de la curva de tracción, indicativo del mecanismo de rotura por restricción. Se observa cómo la sección transversal de la probeta en la zona central disminuye, lo que resulta en una disminución de la carga soportada, a pesar de que el alargamiento continúa. La rotura ocurre a 3000 kilos y un alargamiento de 12 milímetros, y se detalla cómo la sección transversal de la probeta se reduce significativamente en el punto de rotura, lo que implica que la tensión por unidad de área aumenta hasta el punto de fractura.

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📝 Resumen de los resultados del ensayo de tracción

Se resumen los resultados clave del ensayo, incluyendo el módulo de elasticidad, el límite elástico, la resistencia a la tracción y el alargamiento en rotura. Se explica cómo estos parámetros se calculan a partir de la gráfica de carga-alargamiento y se relacionan con las propiedades mecánicas del material. Además, se menciona la importancia de la sección transversal en la tensión a la que se somete la probeta en el punto de rotura, así como el análisis de los planos de rotura en función del comportamiento del material, ya sea frágil o dúctil.

Mindmap

Keywords

💡Ensayo de tracción

El ensayo de tracción es una técnica utilizada para determinar las propiedades mecánicas de un material, como su resistencia y elasticidad. En el video, este ensayo se realiza con una probeta de acero bajo en carbono, y es fundamental para entender sus características mecánicas hasta su ruptura.

💡Probeta

Una probeta es una muestra pequeña de material que se somete a pruebas para evaluar sus propiedades. En el script, la probeta cilíndrica de acero es la pieza que se prueba en el ensayo de tracción para medir su comportamiento mecánico.

💡Máquina universal

Es un tipo de dispositivo de pruebas mecánicas que se utiliza para realizar ensayos de tracción, compresión y torsión. En el video, la máquina universal se emplea para sujetar la probeta y someterla a una tensión constante hasta su rotura.

💡Mordazas

Las mordezas son dispositivos en la máquina universal que sujetan la probeta en su lugar durante la prueba. El script menciona que su forma varía dependiendo de la geometría de la probeta para asegurar un agarre adecuado.

💡Desplazamiento

El desplazamiento se refiere al movimiento o cambio de posición de un objeto. En el contexto del ensayo, se mide el desplazamiento de la probeta durante la tensión para observar su deformación y eventual ruptura.

💡Extensómetro

Es un instrumento que mide el desplazamiento o deformación de una probeta en una prueba mecánica. En el script, el extensómetro se utiliza para medir el desplazamiento entre dos puntos de la probeta a lo largo de la prueba.

💡Comportamiento elástico

El comportamiento elástico describe la capacidad de un material para retomar su forma original después de la retirada de una carga. En el video, este término se aplica al inicio del ensayo, donde la probeta recupera su forma tras la descarga.

💡Comportamiento plástico

El comportamiento plástico se refiere a la deformación permanente de un material que no se recupera una vez retirada la carga. En el script, este comportamiento se observa cuando la probeta experimenta grandes desplazamientos a carga constante después de alcanzar un umbral de carga.

💡Carga máxima

La carga máxima es el punto en el que el material soporta la mayor cantidad de tensión antes de romperse. En el video, se menciona que la probeta alcanza su carga máxima antes de entrar en la fase de restricción y eventual ruptura.

💡Ruptura

La ruptura es el punto final en el que un material se divide o se rompe debido a la aplicación de una carga. En el script, se describe cómo la probeta se rompe después de alcanzar su carga máxima y experimentar un alargamiento significativo.

💡Módulo de elasticidad

El módulo de elasticidad, también conocido como Young's modulus, es una medida de la rigidez de un material. En el video, la pendiente de la línea elástica inicial en el gráfico de carga-desplazamiento representa el módulo de elasticidad del acero.

💡Límite elástico

El límite elástico es la tensión a la cual el material deja de comportarse de manera elástica y comienza a sufrir deformación permanente. En el script, este punto se identifica en el gráfico como el final del comportamiento elástico de la probeta antes del inicio del comportamiento plástico.

💡Resistencia a la tracción

La resistencia a la tracción es la carga máxima que un material puede soportar antes de romperse en tensión. En el video, esta propiedad se mide en kilos por centímetro cuadrado y se determina en el punto de carga máxima del ensayo.

💡Alargamiento en rotura

El alargamiento en rotura se refiere a la cantidad de deformación que un material experimenta en el punto de ruptura. En el script, se mide como el desplazamiento en milímetros o el porcentaje de alargamiento de la longitud inicial de la probeta en el momento de la ruptura.

Highlights

La práctica del ensayo de tracción permite determinar las características mecánicas de los materiales.

Se utiliza un acero bajo en carbono con una geometría cilíndrica para el ensayo.

La máquina universal es empleada para realizar el ensayo de tracción.

La probeta es sujetada con mordazas específicas dependiendo de su forma.

El ensayo consiste en tirar de la probeta hasta su rotura.

Se miden la fuerza aplicada y el desplazamiento entre dos puntos a través de un extensómetro.

La velocidad de desplazamiento o carga por minuto puede ser controlada en la máquina.

El ensayo se representa gráficamente con carga en el eje vertical y desplazamiento en el horizontal.

El comportamiento inicial de la probeta es lineal y elástico.

La carga y el desplazamiento se registran en la gráfica, mostrando un comportamiento proporcional.

El ensayo puede ser controlado por el desplazamiento o la carga.

El acero bajo en carbono muestra un comportamiento elástico y lineal hasta cierta carga.

El cambio al comportamiento plástico se caracteriza por alargamientos grandes con pequeños incrementos de carga.

El ensayo muestra tres tramos distintos en el comportamiento plástico del acero.

La carga máxima se alcanza antes de que la probeta comience a romperse.

La rotura de la probeta se produce con una sección transversal reducida en la zona central.

La gráfica de carga-alargamiento muestra la transición de elástica a plástica y finalmente a la rotura.

La sección transversal de la probeta disminuye drásticamente antes de la rotura.

El módulo de elasticidad se determina a partir de la pendiente de la línea elástica en la gráfica.

El límite elástico y la resistencia a la tracción se identifican en la gráfica.

El alargamiento en la rotura se mide y expresa como un porcentaje de la longitud inicial de la probeta.

El ensayo de tracción proporciona información clave sobre la resistencia y el rendimiento mecánico del material.