Ensayo destructivo tensión, Apuntes de Física

¡Descarga Ensayo destructivo tensión y más Apuntes en PDF de Física solo en Docsity! 16-6-2022 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL CENTRO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLOGICOS #7 CUAUHTEMOC Profesor: Cesar Armando González Bernache GRUPO: 4IVA-B CICLO ESCOLAR: 2021-2022 Semana 8: Ensayo de Compresión Sección B Integrantes: Hernández Pineda Itahi Lizbeth Hernández Rivera Brandon Muñiz Orozco Claudio Andrés Peña Castilla Isis Mariana Serrano Díaz Diego Ensayos Destructivos en Soldadura P á g i n a 1 | 11 Equipo 3B INTRODUCCION En este reporte de práctica se observará la realización de un ensayo de tensión que se realiza para fines educativos que logran una mejor comprensión en los temas relacionados a la materia de Ensayos Destructivos en Soldadura para así lograr formar mejores técnicos en soldadura industrial, más preparados y/o experimentados. Más específicamente este ensayo hablara sobre el comportamiento de un material a partir de ejercer una fuerza en forma de tensión para así obtener más experiencia y conocimiento a la hora de manejar una maquina universal que funciona digitalmente y también a aprender a estudiar analizar y registrar el comportamiento y propiedades mecánicas de un material. OBJETIVOS El objetivo principal de esta práctica fue el conocer y estar más completos en cuanto a entendimiento y aprendizaje sobre los ensayos de tensión, conocer sus conceptos, sus aplicaciones en la vida real y sus tests o ensayos aplicados personalmente, saber manejar el equipo de trabajo y saber interpretarlo a la hora de lograr obtener resultados, también se busca ampliar la comprensión de lo que forma parte toda la materia de Ensayos Destructivos y sus relacionados. Ensayos Destructivos en Soldadura P á g i n a 4 | 11 Equipo 3B ¿Qué se utiliza para el experimento del ensayo de tensión? El experimento se hace mediante máquinas especiales como la que se muestra en la figura 1, las cuales proveen el esfuerzo necesario para cargar y luego descargar el material para evaluar la deformación. En cuanto a la probeta, se trata de un tubo con sección transversal constante, de forma cilíndrica, rectangular o cuadrada, cuyas dimensiones están estandarizadas. Los extremos son más anchos para facilitar la sujeción al porta muestras. La longitud inicial Lo se mide y se marca la región calibrada sobre el tubo de la probeta. Luego se la sujeta mediante mordazas a la máquina de prueba y esta da comienzo. Propiedades y datos que se obtienen Los materiales tienen diversos comportamientos ante la tensión, mostrados en la siguiente gráfica para la cual se empleó acero. Los esfuerzos aplicados en el eje vertical se denotan mediante la letra griega σ y la deformación unitaria en el eje horizontal, llamada ε. Fig. 2 A la izquierda una probeta de acero y a la derecha la misma probeta ya fracturada. El ensayo de tensión es un ensayo destructivo. Ensayos Destructivos en Soldadura P á g i n a 5 | 11 Equipo 3B La deformación unitaria no tiene dimensiones, ya que es el cociente entre el cambio de longitud de la probeta ΔL = Lf – Lo y la longitud inicial. Así: ε = ΔL / Lo Por su parte, la magnitud del esfuerzo σ es la razón fuerza/área de sección transversal. En la gráfica se distinguen dos regiones importantes: zona elástica y zona plástica. Zona elástica Cuando el esfuerzo de tensión σ es pequeño, la deformación es proporcional, lo que se conoce como ley de Hooke: σ = Y ε Una vez que el esfuerzo cesa, el cuerpo regresa a sus dimensiones originales. Esta es la región elástica; que se extiende hasta el punto llamado límite de proporcionalidad. Hasta allí el material obedece la ley de Hooke. Fig. 3 Curva esfuerzo-deformación para el acero Ensayos Destructivos en Soldadura P á g i n a 6 | 11 Equipo 3B La constante de proporcionalidad Y es el módulo de Young, característico del material y que puede ser determinado a partir de ensayos de tensión y de compresión. El módulo de Young tiene unidades de presión, en el sistema internacional [Y]= N / m^2 = Pa. La deformación unitaria, es como ya se ha dicho, adimensional, por lo tanto, el esfuerzo σ tiene también dimensiones de fuerza por unidad de sección transversal de área y en el SI su unidad será el pascal: [σ] = N/ m^2 = Pa. Desde el límite de proporcionalidad y aumentando el esfuerzo se avanza en una región donde la deformación es reversible pero no obedece la ley de Hooke. Finaliza en el punto a partir del cual el cuerpo queda deformado permanentemente, llamado límite elástico. Zona plástica Seguidamente el material entra en la región de comportamiento plástico. Sobrepasada la zona de comportamiento elástico, el acero entra en la región del esfuerzo de cedencia o fluencia, en la cual la probeta se deforma pero no se rompe, si bien el esfuerzo se mantiene constante en σY. Superada la zona de cedencia la deformación aumenta con el esfuerzo aplicado, pero ya no de manera lineal. El material experimenta cambios a nivel molecular y se produce un endurecimiento por deformación. Por ello vemos que se necesitan esfuerzos cada vez mayores para lograr una deformación. El límite de esta zona está en el esfuerzo último. El material se considera roto en este punto, aunque aún la probeta sigue de una pieza. A partir de allí la carga necesaria para producir deformación se reduce y la probeta se va adelgazando progresivamente (estricción) hasta que por fin se fractura A esta curva y sus regiones se le denomina esfuerzo de fractura convencional. Pero encima de ella hay una curva discontinua, llamada esfuerzo de fractura verdadero, que se obtiene registrando la longitud instantánea o verdadera de la probeta, en vez de trabajar con la longitud original para encontrar la deformación unitaria, como se explicó al comienzo. Ambas curvas, la verdadera y la convencional, coinciden en la zona de esfuerzos pequeños hasta la zona de cedencia. De todas formas, está previsto que el material funcione en el rango elástico para evitar deformaciones permanentes que impidan el buen funcionamiento de la pieza fabricada. Ensayos Destructivos en Soldadura P á g i n a 9 | 11 Equipo 3B Fig. 5 Tabla de medidas para probeta redonda de ensayo de tensión Ensayos Destructivos en Soldadura P á g i n a 10 | 11 Equipo 3B OBSERVACIONES Nos percatamos que al programar el ensayo en el software de la maquina universal “Shimadzu” le dimos una velocidad de deformación muy lenta, alrededor de 2 mm de deformación por minuto (2mm/min), por lo tanto, tardó demasiado tiempo del que teníamos para realizar el ensayo lo cual terminó en un ensayo inconcluso para la mayoría de compañeros del salón. El profesor espero a que terminara de realizarse el ensayo y recogió todo, así como nos compartió la gráfica de esfuerzo deformación para complementar nuestros reportes de práctica. Fue más didáctico el realizar el ensayo en una maquina programada a partir de un software de computadora, el ver el comportamiento del material más a detalle y analizar los datos con mayor precisión. CONCLUSIÓN En esta práctica aprendimos a cómo realizar un ensayo de tensión con una maquina universal que es manejada y funciona a partir de un software instalado en una computadora, aprendimos y observamos cómo se comporta el bronce cuando se tensa a distintas cargas de fuerza y como se deforma visualmente un material. La aprendimos a partir de una pre-investigación que nos cedió el profesor y una investigación por parte de nosotros para conocer mejor como hacer el ensayo a la hora de clase. Desarrollamos esta práctica para lograr saber cómo funciona y cómo manejar una maquina universal para un ensayo de tensión y su colocación de accesorios y todo lo que resulta necesario y conocer el comportamiento del material cuando se le ejercen esfuerzos a un cuerpo u objeto. Ensayos Destructivos en Soldadura P á g i n a 11 | 11 Equipo 3B INDICE Introducción………………………………………………………………….1 Objetivos de la práctica…………………………………………………….1 Introducción teórica…………………………………………………………3 Desarrollo de la práctica…………………………………………………..5 Conclusiones y observaciones generales generales…………………..8 Bibliografía y Cibergrafía…………………………………………………9