Click here to load reader

Tension Labo

  • View
    232

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Tension Labo

Text of Tension Labo

ENSAYO DE TENSIN

PROTOCOLO

Curso de Materiales

EDICION 2008-1

FACULTAD INGENIERIA INDUSTRIAL

LABORATORIO DE PRODUCCIN

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIN3

OBJETIVOS3

SEGURIDAD PARA LA PRCTICA3

1ASIGNACIN DE TIEMPOS4

1.1Conocimiento de la prensa hidrulica4

1.2Prctica4

2MARCO TERICO5

2.1Generalidades del ensayo de tensin5

2.1.1 Comportamiento de los distintos materiales frente al ensayo.6

2.1.2La ductilidad6

2.1.3 Esfuerzo y deformacin ingenieriles7

2.1.4 Esfuerzo y deformacin real7

2.2Diagramas esfuerzo deformacin8

2.2.1Punto de Cedencia8

2.2.2Mdulo de Elasticidad9

2.2.3Encuellamiento9

2.2.4 Esfuerzo-deformacin para materiales especiales11

3CARACTERSTICAS Y ESPECIFICACIONES DE LA PROBETA11

3.1Probetas proporcionales12

3.2Probetas maquinadas12

3.3Probetas no maquinadas12

3.4Marcacin de la longitud inicial (Lo)12

4MQUINA UTILIZADA EN LA REALIZACIN DE LA PRCTICA12

4.1Base Fija Superior e Inferior13

4.2Mesa Mvil Superior13

4.3Gato Hidrulico13

4.4Calibrador Vernier14

4.5Indicador de Presin14

4.6Mordazas de Tensin14

5CLCULOS Y FORMULAS UTILIZADAS EN LA PRCTICA14

5.1Clculo de la fuerza de tensin (F)14

5.2Clculo de la ductilidad15

5.2.1Porcentaje de Elongacin15

5.2.2 Porcentaje de reduccin de rea15

6PASOS PARA LA REALIZACIN DE LA PRCTICA DE TENSIN.16

7EJEMPLO17

8BIBLIOGRAFA20

9CONTENIDO DEL INFORME21

10FORMATOS22

Escuela Colombiana de Ingeniera.2Laboratorio de Produccin.

Julio Garavito

INTRODUCCINEn el proceso de formacin de un Ingeniero Industrial, es muy importante el conocimiento de la Ciencia de los Materiales, ya que esta proporciona las herramientas necesarias para comprender el comportamiento general de cualquier material, lo cual es necesario a la hora de desarrollar adecuadamentediseos de componentes, sistemas y procesos que seanconfiables yeconmicos.Este laboratorio es realizado con el fin de conocer ciertas propiedades mecnicas, como la ductilidad, rigidez y resistencia, de varios materiales al ser sometidos a una fuerza de tensin ejercida gradualmente por una prensa. De igual forma, tambin tiene por objetivo desarrollar habilidades para manejar los instrumentos requeridos en la prctica.Para la correcta realizacin de esta prueba, se recomienda que los estudiantes hayan comprendido previamente el contenido de esta, consignado en el Protocolo.

OBJETIVOS Conocer la importancia de la prueba de tensin. Conocer y manejar cada parte de la prensa hidrulica correctamente.

Leer e interpretar las unidades manejadas por la cartula del manmetro y en el calibrador que indica el desplazamiento de la prensa.

Conocer las caractersticas y especificaciones que se deben tener en los materiales a utilizar como las probetas de acero.

Saber manejar adecuadamente las mordazas que sujetan la probeta, y as mismo garantizar que la fuerza sea efectuada en el eje central de la mquina.

Conocer las especificaciones de la Norma Tcnica Colombiana 2 sobre Prueba de Tensin.

Estar en capacidad de interpretar los datos arrojados por la prctica para la prueba de tensin.

SEGURIDAD PARA LA PRCTICAPara evitar lesiones y/o fallas en la mquina (prensa hidrulica) e implementos de apoyo, causadas durante la realizacin de la prctica, es necesario que los estudiantes al momento de realizarla tengan en cuenta:

Es sumamente importante portar los implementos de seguridad necesarios: guantes de cuero (Baqueta) y gafas de seguridad.

Tener un buen conocimiento sobre la prctica, y todo lo relacionado con esta, como el manejo que se debe tener con la prensa hidrulica, probetas, utilizacin de las mordazas de la prensa, manejo de materiales y utilizacin de estos.

Seguir precisamente las instrucciones de los monitores, antes de la realizacin de la prctica.

Al terminar de accionar el gato retirar inmediatamente la palanca que lo acciona.

Escuela Colombiana de Ingeniera.3Laboratorio de Produccin.

Julio Garavito

1ASIGNACIN DE TIEMPOS

1.1 Conocimiento de la prensa hidrulica

TEORIATIEMPO (min.)

Generalidades de la prensa hidrulica.2

Partes de la prensa hidrulica: Bases fija inferior y superior, gato

hidrulico, mesa mvil, manmetro, columnas paralelas,4

mordazas de sujecin.

Conocimientoy cuidados quedeben tenersobre la prensa2

hidrulica y sus partes.

Conocimiento de las especificaciones de la NTC 2 para ensayos5

de tensin.

Lectura einterpretacin de losresultadosdelmanmetroy2

calibrador.

Conocimiento y especificaciones de la probeta a utilizar en la3

prctica.

Conocimiento de la importancia de la deformacin de los

materiales metlicos, segn el esfuerzo aplicado.10

Clculo de la fuerza de Tensin (F), clculo del Esfuerzo

Inducido (), y clculo del % de Elongacin ().

Cuidadosquese deben tener en el momentode realizarla2

prctica, e importancia del uso de los implementos de seguridad.

Total30

1.2Prctica

PRCTICATIEMPO (min.)

Verificar el funcionamiento de las partes de la prensa

hidrulica y asegurarse que el gato hidrulico se encuentre3

liberado.

Colocar la probeta a utilizar en la prctica en las mordazas

de sujecin de la prensa hidrulica.

Asegurarelgato hidrulicoyempezarabombear27

lentamente, tomando las mediciones de presin indicadas en

la cartula del manmetro y de la posicin dada por el

calibrador.

Realizar unasegunda pruebaconuna probeta de otro30

material

Total60

Escuela Colombiana de Ingeniera.4Laboratorio de Produccin.

Julio Garavito

MARCO TERICO A continuacin se presentan, de manera general, los aspectos ms importantes que se deben tener presentes para realizar la prctica.

2.1 Generalidades del ensayo de tensin Este ensayo es utilizado para medir la resistencia de un material a una fuerza esttica o aplicada lentamente. Esta prueba consiste en alargar una probeta de ensayo por fuerza de tensin, ejercida gradualmente, con el fin de conocer ciertas propiedades mecnicas de materiales en general: su resistencia, rigidez y ductilidad. Sabiendo que los resultados del ensayo para un material dado son aplicables a todo tamao y formas de muestra, se ha establecido una prueba en la cual se aplica una fuerza de tensin sobre una probeta de forma cilndrica y tamao normalizado, que se maneja universalmente entre los ingenieros. Este ensayo se lleva a cabo a temperatura ambiente entre 10C y 35C. A continuacin se presenta un dispositivo utilizado para realizar este tipo de ensayos (Ver Figura No. 1).

Figura 1. Mquina donde se lleva a cabo la Prueba de Tensin

Escuela Colombiana de Ingeniera.5Laboratorio de Produccin.

Julio Garavito

2.1.1 Comportamiento de los distintos materiales frente al ensayo.El comportamiento de los distintos materiales frente al ensayo se encuentra ilustrado en la siguiente grafica. La figura No. 2 muestra en forma cualitativa las curvas de esfuerzo-deformacin unitaria normales para un metal, un material termoplstico, un elastmero y un cermico. En esta figura, las escalas son cualitativas y distintas para cada material. En la prctica, las magnitudes reales de los esfuerzos y las deformaciones pueden ser muy distintas entre s.

Se supone que el material plstico esta arriba de su temperatura de transformacin vtrea (Tg), mientras que los materiales metlicos y termoplsticos muestran una regin inicial elstica, seguida por una regin plstica no lineal. Tambin se incluye una curva aparte para los elastmeros (es decir, hules o siliconas), ya que el comportamiento de esos materiales es distinto del de otros materiales polimricos. Para los elastmeros, una gran parte de la deformacin es elstica y no lineal. Por otra parte los cermicos y los vidrios solo muestran una regin elstica lineal y casi nunca muestran deformacin plstica a temperatura ambiente. (Ver figura No. 2)

Figura 2. Curvas de esfuerzo deformacin a la tensin, para distintos materiales.

2.1.2 La ductilidadLa ductilidad es el grado de deformacin que puede soportar un material sin romperse. Se mide por la relacin de la longitud original de la probeta entre marcas calibradas antes (lo) y despus del ensayo (lf).

Escuela Colombiana de Ingeniera.6Laboratorio de Produccin.

Julio Garavito

2.1.3 Esfuerzo y deformacin ingenierilesLos resultados de un solo ensayo se aplican a todos los tamaos y secciones transversales de especimenes de determinado material, siempre que se convierta la fuerza en esfuerzo, y la distancia entre marcas de calibracin se convierta a deformacin. El esfuerzo ingenieril (lb/pul^2) y la deformacin ingenieril (pul/pul) se definen con las siguientes ecuaciones:

Donde: F: Fuerza aplicada en la probeta (lb) Ao: rea de la seccin transversal original de la probeta. (pul^2) Lo: Longitud calibrada antes de la aplicacin de la carga.

L: Longitud adquirida por la seccin calibrada, al iniciar la aplicacin de la carga.

2.1.4 Esfuerzo y deformacin realEl esfuerzo real a diferencia del esfuerzo ingenieril, tiene en cuenta el rea instantnea que se reduce a medida que avanza el ensayo. El esfuerzo real (lb/ pul^2) se puede definir con la siguiente ecuacin:

Donde: F: Fuerza aplicada en la probeta (lb) A: rea real (instantnea) que resiste la carga (pul^2).

La deformacin real se determina con la elongacin inst