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Laboratorio calificado 1-elasticidad y resistencia de
materiales
Resistencia de materiales (Universidad Tecnológica del Perú)
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Descargado por Paul Ricardo Lavado Gomez (paul.lavado07@gmail.com)
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ
ELASTICIDAD Y RESISTENCIA DE MATERIALES
LABORATORIO CALIFICADO 1
Docente:
Ing. Alvarez Loli Tomas Efrain
Alumno:
Chuquija Vargas Alex Nicolas
Laboratorio:
De tracción
Lima
2020
Descargado por Paul Ricardo Lavado Gomez (paul.lavado07@gmail.com)
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Introducción:
El estudio de las propiedades mecánicas de los materiales es importante para evitar
problemas asociados al uso de estos. Este es el motivo por el cual se realizan los
ensayos de tracción en el laboratorio y poder obtener resultados de sus reacciones
ante cargas axiales, para obtener la curva de esfuerzo de tracción vs deformación
axial. Asimismo, las velocidades en el ensayo de tracción suelen ser muy pequeñas
y se efectúa sobre probetas metálicas y cilíndricas.
Objetivos específicos:
Conocer las propiedades mecánicas del material sometiéndolo a un ensayo de
tracción mediante una maquina universal (SM 1000)
Ensayo de tracción:
Uno de los ensayos mecánicos tensión -deformación mas común es el realizado a
tracción. La versatilidad del ensayo de tracción radica en el hecho de que permite
medir al mismo tiempo, tanto la ductilidad, como la resistencia. El valor de
resistencia es directamente utilizado en todo lo que se refiere al diseño. Los datos
relativos a la ductilidad. Proveen una buena medida de los límites hasta los cuales se
puede llegar a deformar el acero normalmente se deforma una probeta hasta rotura,
con una carga de tracción que aumenta gradualmente y que es aplicada uniaxial
mente a lo largo del eje de la probeta.
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Maquina universal SM1000
Fundamento teórico:
Esfuerzo (σ): Es la relación de una fuerza o carga instantánea (F) aplicada
perpendicularmente a la sección transversal de la probeta (A).
σ=F/A
Deformación unitaria:
La deformación unitaria se define como la relación que existe entre el
desplazamiento sobre la longitud inicial, es decir; la deformación unitaria es aquella
que mide que tanto se alargó o se acortó un determinado material con respecto a
su longitud inicial debido al esfuerzo axial que actúa en el material.
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TABLA 1. Datos geométricos de la probeta del ensayo sometido a tracción
material
probeta sin tratamiento
probeta con tratamiento
Lo(mm)
172
172.2
Lf(mm)
183.5
200.6
do(mm)
9.75
9.75
df(mm)
6.75
6.1
% ΔL/L0
7%
16%
% ΔA/A0
52%
61%
Fuente: Universidad Tecnológica del Perú
Alumno: Chuquija Vargas Alex u18205911
Referencia:
Lo: longitud inicial de la probeta
Lf. Longitud final de la probeta
do: diámetro inicial de la probeta
df: diámetro final de la probeta
Ao: sección transversal inicial de la probeta
TABLA 2. Datos experimentales de alargamiento (mm) y la carga aplicada (KN) en
una probeta
probeta sin tratamiento
ALARGAMIENTO (mm)
CARGA(KN)
0
0
0.35
8.4
0.48
13.4
0.6
18.7
0.74
25
0.86
31.1
1.09
35.4
1.69
35.5
2.29
36
2.88
36.6
3.46
37.3
4.05
37.9
4.67
37.9
5.14
37.4
5.48
38.1
6.6
38.3
8.52
37.6
9.56
37.5
10.74
32.6
12.85
-0.9
Fuente: Universidad Tecnológica del Perú
Alumno: Chuquija Vargas Alex u18205911
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probeta con tratamiento
ALARGAMIENTO (mm) CARGA(KN)
0
-0.1
0.13
5.6
0.22
9.5
0.31
13.1
0.44
16.6
1.07
17.2
1.57
17.2
2.17
17.2
2.81
16.9
3.27
19.1
3.81
20
4.35
21
4.92
21.6
5.48
22.4
6.04
23
6.61
23.5
7.19
24.1
7.77
24.6
8.39
24.8
8.99
25.1
9.6
25.4
10.22
25.6
10.75
25.8
11.35
26.1
11.96
26.2
12.58
26.4
13.21
13.84
14.46
15.09
15.72
16.33
16.96
17.57
18.21
18.84
19.47
20.12
20.74
21.37
21.99
22.62
22.82
23.26
23.9
24.55
25.2
25.85
26.56
27.29
28.07
30.75
26.5
26.6
26.8
26.8
26.9
26.9
26.7
27.1
27.1
27.1
27.2
27
27.1
27.3
27.1
27
27.5
26.9
27
26.8
26.7
26.3
25.4
23.9
22
-2.2
Fuente: Universidad Tecnológica del Perú
Alumno: Chuquija Vargas Alex u18205911
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TABLA 3: Resultados de la deformación unitaria(mm/mm) y el esfuerzo
PROBETA SIN TRATAMIENTO
ALARGAMIENTO (mm)
0
0.35
0.48
0.6
0.74
0.86
1.09
1.69
2.29
2.88
3.46
4.05
4.67
5.14
5.48
6.6
8.52
9.56
10.74
12.85
CARGA(KN)
0
8.4
13.4
18.7
25
31.1
35.4
35.5
36
36.6
37.3
37.9
37.9
37.4
38.1
38.3
37.6
37.5
32.6
-0.9
deformación unitaria(mm)
0
0.0044
0.0060
0.0075
0.0093
0.0108
0.0136
0.0211
0.0286
0.0360
0.0433
0.0506
0.0584
0.0643
0.0685
0.0825
0.1065
0.1195
0.1343
0.1606
esfuerzo(N/mm2)
0.000
112.507
179.476
250.462
334.842
416.544
474.137
475.476
482.173
490.209
499.585
507.621
507.621
500.924
510.300
512.978
503.603
502.264
436.634
-12.054
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Punto de
fluencia
Punto de
tracción
Punto de
ruptura
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PROBETA CON TRATAMIENTO
ALARGAMIENTO (mm)
0
0.13
0.22
CARGA(KN)
-0.1
5.6
9.5
deformación(mm/mm)
0.0000
0.0016
0.0028
esfuerzo(N/mm2)
-1.339
75.005
127.240
0.31
0.44
1.07
1.57
2.17
2.81
13.1
16.6
17.2
17.2
17.2
16.9
0.0039
0.0055
0.0134
0.0196
0.0271
0.0351
175.457
222.335
230.372
230.372
230.372
226.353
3.27
3.81
4.35
4.92
5.48
6.04
19.1
20
21
21.6
22.4
23
0.0409
0.0476
0.0544
0.0615
0.0685
0.0755
255.820
267.874
281.268
289.304
300.019
308.055
6.61
7.19
7.77
8.39
8.99
9.6
23.5
24.1
24.6
24.8
25.1
25.4
0.0826
0.0899
0.0971
0.1049
0.1124
0.1200
314.752
322.788
329.485
332.164
336.182
340.200
10.22
10.75
11.35
11.96
12.58
13.21
25.6
25.8
26.1
26.2
26.4
26.5
0.1278
0.1344
0.1419
0.1495
0.1573
0.1651
342.879
345.557
349.575
350.915
353.594
354.933
13.84
14.46
15.09
15.72
16.33
16.96
26.6
26.8
26.8
26.9
26.9
26.7
0.1730
0.1808
0.1886
0.1965
0.2041
0.2120
356.272
358.951
358.951
360.290
360.290
357.612
17.57
18.21
18.84
27.1
27.1
27.1
0.2196
0.2276
0.2355
362.969
362.969
362.969
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Punto de
fluencia
lOMoARcPSD|4702081
19.47
20.12
20.74
21.37
27.2
27
27.1
27.3
0.2434
0.2515
0.2593
0.2671
364.308
361.630
362.969
365.648
21.99
22.62
22.82
23.26
23.9
24.55
27.1
27
27.5
26.9
27
26.8
0.2749
0.2828
0.2853
0.2908
0.2988
0.3069
362.969
361.630
368.327
360.290
361.630
358.951
25.2
25.85
26.56
27.29
28.07
30.75
26.7
26.3
25.4
23.9
22
-2.2
0.3150
0.3231
0.3320
0.3411
0.3509
0.3844
357.612
352.254
340.200
320.109
294.661
-29.466
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Punto de
tracción
Punto de
ruptura
lOMoARcPSD|4702081
GRAFICO 1: Esfuerzo vs deformación de una probeta sin tratamiento
Universidad Tecnológica del Perú
Escuela: Ingeniería Mecánica
Laboratorio: Elasticidad y resistencia de materiales
Ensayo de tracción de una probeta
Alumno: Chuquija Vargas Alex u18205911
Fecha:19/09/2020
esfuerzo-deformacion
600
512.978
475.476
500
436.634
Esfuerzo(N/mm2)
400
300
200
100
0
0.0
0.0
0.0
0.1
0.1
0.1
0.1
-100
deformacion (mm/mm)
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0.1
0.2
lOMoARcPSD|4702081
Punto de fluencia: 475.476 N/mm2
Módulo de elasticidad:
𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎−𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜
def. 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎−def. 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑎𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜
475.476−0
0.0211−0
=22534.41 Mpa
Resistencia de la tracción: 512.978 N/mm2
Esfuerzo de ruptura:436.634 N/mm2
Resiliencia: es la cantidad de energía que consume el material en la zona elástica
Resiliencia: 6.723 Mpa
Tenacidad: 68.671 Mpa
Ductilidad:
(𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)
∗ 100%
𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
Ductilidad: 52.07%
(74.662 − 35.785)
∗ 100%
74.662
La probeta sin tratamiento tiene una fractura moderada dúctil, es decir inicia con una
estricción, luego se forma cavidades, se unen y forman una grieta esta se propaga
hasta formar la fractura.
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GRAFICO 2: Esfuerzo vs deformación de una probeta con tratamiento
Universidad Tecnológica del Perú
Escuela: Ingeniería Mecánica
Laboratorio: Elasticidad y resistencia de materiales
Ensayo de tracción de una probeta
Alumno: Chuquija Vargas Alex u18205911
Fecha:19/09/2020
esfuerzo-deformacion
400
368.327
350
300
294.661
Esfuerzo(N/mm2))
250
230.372
200
150
100
50
0
0.0
0.1
0.1
0.2
0.2
0.3
0.3
0.4
-50
deformacion(mm/mm)
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0.4
0.5
lOMoARcPSD|4702081
Punto de fluencia :230.372 N/mm2
Módulo de elasticidad:
𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎−𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜
def. 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎−def. 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑎𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜
230.372−(−1.339)
0.0271−0
= 8550.22 Mpa
Resistencia de la tracción: 368.327 N/mm2
Esfuerzo de ruptura:294.661 N/mm2
Resiliencia: es la cantidad de energía que consume el material en la zona elástica
Resiliencia: 5.617 Mpa
Tenacidad: 119.473 Mpa
Ductilidad:
(𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙−𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)
𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
∗ 100%
(74.662 − 29.225)
∗ 100%
74.662
Ductilidad:
60.87%
El tipo de fractura de la probeta con tratamiento es de una fractura moderada dúctil,
este tipo de fractura va acompañado de deformación plástica.
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lOMoARcPSD|4702081
Conclusiones:
• E l valor mínimo de esfuerzo para que el elemento comience a deformarse es
el esfuerzo de fluencia, por ello la probeta con tratamiento se deforma más
rápido.
• La probeta sin tratamiento cuenta con mayor energía almacenada o absorbida
en la zona elástica que la probeta con tratamiento.
Observaciones:
• En el video no se realizo la marca longitudinal para medir luego del ensayo
de tracción
• el diámetro de la probeta con el pie de rey se debería estar midiendo con un
apoyo
• E l radio de la probeta nos ayuda para que las fuerzas se dirigan al centro.
Recomendaciones:
• Es necesario medir con la mayor precisión las probetas para obtener un mejor
resultado.
• Durante el laboratorio es necesario aplicar fuerzas a las probetas de manera
gradual para obtener datos adecuados.
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