Ensayo de tracción: diagrama tensión-deformación | 14/22 | UPV

Summary

En este video, se explica cómo obtener las propiedades mecánicas de un material a partir del diagrama esfuerzo-deformación, que se obtiene mediante una prueba de tracción. A través de esta prueba, se analizan la elasticidad, el límite elástico, la resistencia a la tracción, el alargamiento proporcional y la reducción de área. También se cubren conceptos como la zona plástica, la estricción y la tenacidad, proporcionando una visión integral de cómo el comportamiento de un material bajo carga puede determinar sus propiedades más importantes. Estas propiedades son clave para la selección y uso de materiales en ingeniería.

Takeaways

• 😀 La prueba de tracción con una máquina universal permite obtener el diagrama esfuerzo-deformación de un material.
• 😀 El diagrama esfuerzo-deformación se obtiene mediante la relación entre la fuerza aplicada y la deformación del material durante la prueba.
• 😀 A partir del diagrama esfuerzo-deformación, se puede convertir en un diagrama esfuerzo-deformación mediante reglas matemáticas simples.
• 😀 El primer tramo del diagrama muestra la zona elástica, donde existe una relación lineal entre esfuerzo y deformación.
• 😀 La zona elástica se caracteriza por un módulo de elasticidad, también conocido como módulo de Young, que representa la pendiente de la curva.
• 😀 El límite elástico es el punto máximo en el que se mantiene la relación lineal entre esfuerzo y deformación en la zona elástica.
• 😀 Al superar el límite elástico, se ingresa en la zona de deformación plástica, donde las deformaciones son permanentes.
• 😀 La resistencia máxima o resistencia a la tracción es el esfuerzo máximo que un material puede soportar antes de sufrir una deformación plástica significativa.
• 😀 En los materiales metálicos, a partir del esfuerzo máximo, ocurre un fenómeno de estricción, donde la sección transversal de la muestra disminuye.
• 😀 Otras propiedades importantes que se pueden obtener son la elongación proporcional, la reducción proporcional de área y la tenacidad, que reflejan las características plásticas del material.

Q & A

¿Qué es el diagrama de tensión-deformación y cómo se obtiene?

El diagrama de tensión-deformación se obtiene a partir de una prueba de tracción usando una máquina universal de pruebas. Consiste en someter una muestra de material a una fuerza creciente hasta que se rompe, registrando las tensiones mediante una célula de carga y las elongaciones mediante mediciones de alargamiento en el área calibrada de la muestra.

¿Cómo se transforma el diagrama de tensión-alargamiento en un diagrama de tensión-deformación?

Para transformar el diagrama de tensión-alargamiento en uno de tensión-deformación, se dividen las fuerzas aplicadas entre el área transversal inicial de la muestra para obtener la tensión y el alargamiento obtenido entre el incremento de longitud y la longitud calibrada inicial para obtener la deformación.

¿Qué se entiende por 'zona elástica' en el diagrama de tensión-deformación?

La zona elástica es la parte del diagrama en la que existe una relación lineal entre la tensión aplicada y la deformación sufrida por el material. En esta zona, las deformaciones son elásticas, es decir, son instantáneas y desaparecen cuando cesa la aplicación de la tensión.

¿Qué es el módulo de elasticidad o módulo de Young?

El módulo de elasticidad o módulo de Young es la pendiente de la línea recta en la zona elástica del diagrama. Representa la relación entre la tensión aplicada y la deformación sufrida por el material en esa zona.

¿Qué es el límite elástico y cómo se representa?

El límite elástico es el valor máximo de tensión hasta el cual el material sigue comportándose de forma elástica, es decir, las deformaciones desaparecen al cesar la aplicación de la tensión. Se representa con el símbolo Sigma sub L o el término 'yield strength' en inglés.

¿Qué sucede cuando se supera el límite elástico?

Cuando se supera el límite elástico, el material entra en una zona de deformaciones plásticas, donde se producen deformaciones permanentes que no se recuperan incluso si se deja de aplicar la tensión.

¿Qué es la resistencia a la tracción y cómo se denomina?

La resistencia a la tracción, también conocida como 'tensile strength' en inglés, es la máxima tensión que puede soportar el material antes de sufrir deformaciones permanentes. Se representa con Sigma sub R.

¿Qué fenómeno ocurre en materiales metálicos a partir de la resistencia máxima?

A partir de la resistencia máxima, ocurre un fenómeno conocido como estricción, en el cual se reduce la sección transversal del material en la zona donde finalmente ocurrirá la fractura.

¿Cómo se calcula la elongación proporcional de un material después de la fractura?

La elongación proporcional se calcula midiendo la longitud final entre las marcas de la zona calibrada después de la fractura, y comparando con la longitud inicial. Se calcula como (longitud final - longitud inicial) / longitud inicial * 100.

¿Qué es la tenacidad y cómo se calcula?

La tenacidad es una propiedad que se calcula como el área bajo la curva de tensión-deformación en el diagrama, que representa la capacidad del material para absorber energía antes de romperse. Se integra el área bajo la curva para obtener la tenacidad por unidad de volumen.