Ensayo de Traccion y Comprension

 

Ensayo de tracción Los dato Los datos s de la fuerz fuerza a y el alarg alargam amien iento to se pu pued eden en util utiliz izar ar para para calcul cal cular ar can cantid tidade ades s fun fundame damental ntales es com como o el esf esfuerz uerzo o ing ingeni enieril eril.. en donde F es la fuerza medida y A es el área de la sección transversal inicial de la muestra, y la deformación ingenieril e= 1 – 101 0 en donde L !0" es la longitud inicial de la muestra y l es la longitud de la mues mu estr tra a ala alarga rgada da.. #l en ensa sayo yo se re real aliz iza a $a $ast sta a %u %ue e la mu mues estr tra a se rompe. Los datos se reportan en forma de una gráfica de esfuerzo contra deformación durante los primeros pasos del ensayo de tracción, el material podr&a regresar a su estado original si la tensión se li'era. La región en donde no suceden cam'ios permanentes al material se llama re regi gión ón de de defo form rmac ació ión n elás elásti tica ca.. #l mate materi rial al regr regres esar ará á completamente a su estado anterior una vez %ue la deformación se $aya li'erado, siempre %ue el material se mantenga en la región de deformación elástica, pero tan pronto como el primer cam'io suceda por el cual el material no pueda recuperarse completamente, se inicia la deformación plástica. (ara la mayor&a de los materiales, la curva de esfu es fuerz erzo odef defor ormac mació ión n pr propo oporc rcio iona na un una a l&ne l&nea a rect recta a en la reg regió ión n de deformación elástica, pero la pendiente cam'ia nota'lemente cuando inicia la deformación plástica. La tensión en el punto de transición entre las deformaciones elástica y plástica se llama resistencia a la conformación. )na vez %ue la tensión so're el material $aya e*cedido la resistencia a la conformación, no regresará por completo a su forma original. Aun cuando la deformación plástica $aya iniciado, algunos materiales son capaces de mane+ar más tensión. La tensión aplicada a la fuerza más alta lo má*imo en la curva de esfuerzodeformación se llama lla ma res resist istenci encia a a la tracci tracción ón  del material. La tensión en la cual el materi mat erial al finalme finalmente nte se romp rompe e por complet completo o se lla llama ma res resist istenc encia ia a la ruptura.  o todos los materiales pueden e*perimentar la deformación plástica plást ica sin rompers romperse. e. Los materi materiales ales d-ctiles se pueden deformar deformar sin romperse, mientras %ue los materiales %ue fallan completamente al inici ini cio o de la de defo form rmac ació ión n plás plásti tica ca so son n llama llamado dos s fr frág ágil iles es.. (ara (ara los los materiales frágiles, la resistencia a la conformación, la resistencia a la

 

tracción y la resistencia a la ruptura son las mismas #sta cantidad tiene tres nom'res diferentes/ módulo de elasticidad !#", módulo de tracción o módulo de oung. Los materiales con energ&as de enlace altas tam'in tienen altos módulos elásticos por%ue se re%uiere más fu fuerz erza a pa para ra esti estirar rarlo los. s. 2i 2ien entr tras as %u %ue e el tama tama3o 3o del gra grano no ti tien ene e un impacto significativo en la resistencia a la tracción, el módulo de oung no es impactado por la microestructura del material y se mantiene igual a pesar del tama3o del grano. #l grafito tiene el módulo teórico más alto 1040 5pa de todos los materiales. La naturaleza aromática de lo los s en enla lace ces s %u %u&m &mic icos os del del gr graf afit ito o ma mant ntie iene ne el plan plano o es esen enci cial al perfect perf ectamen amente te aline alineado. ado. #l área %ue se encuen encuentra tra 'a+o la porción porción elástica de una curva de esfuerzodeformación es la energ&a elástica e# del material, la cual representa %u tanta energ&a puede a'sor'er  el mate materi rial al an ante tes s de def defor orma mars rse e per perma manen nente temen mente te el mó módul dulo o de resi re sili lien enci cia a de dete term rmin ina a cu cuán ánta ta en ener erg& g&a a se pued puede e util utiliz izar ar pa para ra la defo de forrma maci ción ón y cuá uánt nta a pu pued ede e ser tradu raduci cida da a mo movi vimi mien entto. Los Los fa'ricantes de pelotas de golf se esfuerzan para aumentar el módulo de resiliencia para me+orar el desempe3o de su producto. 2ientras %ue un materi material al se deforma longitu longitudinalme dinalmente nte se estira estira,, tam'i tam'in n pasa por una deformación lateral simultánea encogimiento. #l coeficiente de (oisson relaciona la magnitud de estas deformaciones simultáneas. (ara la mayor&a de los materiales, el coeficiente de (oisson ronda alrededor de 0.6. La cantidad de deformación %ue un material puede sopo so porta rtarr si sin n rom rompe pers rse e se llam llama a du duct ctil ilid idad ad.. #n #ntr tre e má más s d-c d-cti till es el mate ma teri rial al,, es má más s fáci fácill da darl rle e fo form rma a y ma ma%u %uin inar arlo lo,, pe pero ro es me meno nos s pro'a'le %ue mantenga su forma 'a+o la tensión.  a se revisó %ue mientras un material se estira, su área transversal disminuye. 7e'ido a %ue la deformación en el material es una función del área rea, la sección tra rans nsv versal redu duc cida lleva a un una a mayor  deformación. 7e $ec$o, el área transversal real está disminuyendo mientras %ue la fórmula dada para calcular el esfuerzo en la ecuación 6. 6.1 1 ut util iliz iza a el ár área ea tra rans nsve vers rsal al inic inicia ial. l. #l es esfu fuer erz zo real real !t !t"" y la deformación deforma ción real !t" en un material, consideradas consideradas para el cam'io en el área transversa transversal. l. 7e' 7e'ido ido a la relati relativa va com comple+ ple+idad idad para e*p e*plic licar ar el

 

cam'io en un área durante el ensayo de tracción, y de'ido al efecto limitado limit ado %ue el cam'io usualmente tiene en los parámetro parámetros s de inter inters, s, el es esfu fuer erzo zo y la defor deformac mació ión n se util utiliz izan an ge gene neral ralmen mente te en ve vez z de dell esfuerz esf uerzo o y la def deforma ormació ción n real reales. es. #n alg algunos unos mat materi eriales ales d-c d-ctil tiles, es, incluyendo algunos pol&meros y metales suaves como el plomo, el estr es trec ec$a $ami mient ento o oc ocur urre re en un áre área a alta altame ment nte e loca locali liza za'l 'le e llama llamada da estricción. #n este punto, el área transversal disminuye muc$o más rápido %ue en el resto de la muestra. La mayor&a de los ni3os $an o'servado este fenómeno cuando estiran de su 'oca una goma de mascar. La goma de mascar se estrec$a rápidamente en un punto y finalmente se rompe. La estricción generalmente es el resultado de los defectos defect os %ue estuv estuvieron ieron presentes en la formac formación ión o induci inducidos dos 'a+o la carga car ga de tracció tracción. n. (ar (ara a alg algunos unos mat materi eriales ales,, la tra transi nsició ción n ent entre re las deformaciones elástica y plástica no se puede definir claramente a partir de una curva de esfuerzodeformación. #n dic$os casos, en su lugar se calcula una resistencia a la conformación compensatoria !y". La resis resiste tenc ncia ia a la conf conform ormac ació ión n co compe mpens nsat ator oria ia se de dete term rmin ina a al calc ca lcul ular ar la pe pendi ndien ente te inic inicia iall de la cu curv rva a de es esfu fuerz erzo odef deform ormac ació ión, n, posteriormente se di'u+a una l&nea igual a la pendiente %ue inicia en el valor de deformación de 0.008. #l nivel de esfuerzo en %ue esta nueva l&nea interseca interseca la curva de esfue esfuerzode rzodeformaci formación ón es la resistenc resistencia ia a la conformación compensatoria.

Ensayo de comprensión 7e varias maneras, el ensayo de compresión es un análogo directo para el ensayo ensayo de tracción. 5eneralm 5eneralmente ente se utiliz utiliza a el mismo aparato, pero pe ro en ve vez z de se sepa para rarr la mu mues estr tra, a, sta sta se su+et u+eta a a un una a ca carg rga a aplast apl astant ante. e. 9ario arios s mat materi eriale ales s mues muestran tran mód módulo ulos s y res resist istenci encias as de trac tracci ción ón y de co comp mpre resi sión ón simi simila lare res, s, po porr lo %ue %ue los los en ensa sayo yos s de compresión generalmente no se realizan e*cepto en casos donde se

 

espera %ue el material soporte grandes fuerzas de compresión. :in em'a em 'arg rgo, o, la re resi sist sten enci cia a a la co comp mpre resi sión ón de va vari rios os po pol& l&me mero ros s y compuestos compues tos son signif significati icativament vamente e difere diferentes ntes de sus resistenc resistencias ias a la tracción. La deformación se clasifica como curveada cuando L7 ;