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INTRODUCCIÓN
Un cuerpo se encuentra sometido a tracción simple cuando sobre sus secciones transversales se le aplica cargas normales uniformemente repartidas y de modo de tener a producir su alargamiento. Por las condiciones de ensayo, el de tracción estática es el que mejor determina las propiedades mecánicas de los metales, o sea aquella que define sus características de resistencia. Permite obtener, bajo un estado simple de tensión el límite de elasticidad o el que lo reemplace prácticamente, la carga máxima y la consiguiente resistencia estática, en base a cuyos valores se fijan los de las tensiones admisibles o de proyecto y mediante el empleo de medios empíricos se puede conocer, el comportamiento del material sometido a otro tipo de solicitaciones (fatiga, dureza, etc) En el período de estricción, la acritud, si bien subsiste, no puede compensar la rápida disminución de algunas secciones transversales, produciéndose un descenso de la carga hasta la fractura. La acritud es el aumento de resistencia debido a una deformación plástica permanente que se produce dentro de la zona de endurecimiento y estas a su vez se caracteriza por el incremento de resistencia hasta llegar a su resistencia máxima La acritud es la propiedad de un metal que se traduce en el aumento de la dureza, fragilidad y resistencia a la tracción, por efecto de las deformaciones en frío.
Nicolás Ruiz
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OBJETIVOS
GENERAL:
Observar el fenómeno de acritud en el acero es tructural.
ESPECÍFICO:
Determinar el comportamiento esfuerzo vs deformación específica del acero en un proceso de carga y descarga desde la zona de endurecimiento.
Determinar el incremento de resistencia y la pérdida de capacidad de deformación del material ensayado.
Determinar el módulo de rigidez del material en ambos procesos de carga.
Determinar esfuerzo y carga máxima.
Determinar la deformación en el esfuerzo máximo.
Especificar deformación a la rotura y esfuerzo.
Determinar el límite proporcional en ambos procesos de carga
MATERIALES 1. Varilla de ɸ16 mm 2. Varilla de ɸ12 mm 3. Probeta de acero.
EQUIPOS 1. Máquina universal. 2. Balanza electrónica. 3. Flexómetro. 4. Calibrador pie de rey.
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PROCEDIMIENTO. 1) Identificar los equipos y materiales a utilizar en el ensayo. 2) Pesar e identificar las varillas y la probeta en la balanza electrónica. 3) Medir la longitud inicial del material. 4) Colocar la varilla en la máquina universal. 5) Tomar nota de la longitud de aplicación 6) Inicial el ensayo a tracción. 7) Detener el ensayo en la zona de endurecimiento, es decir realizar la descarga del material. 8) Medir la longitud final del material. 9) Tomar nota de la longitud de aplicación 10) Realizar nuevamente el ensayo con la misma varilla, es decir volver a cargar al material hasta la rotura. 11) Observar el comportamiento de la gráfica y guardar los datos del ensayo. 12) Repetir los pasos 3-11 con las muestras restantes y observar su comportamiento.
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GRÁFICOS. GRÁFICO #1 UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIER A CIVIL Y MEC NICA GRUPO N°2 5to Civil "B" Nicolás Ruiz
TEMA: ACRITUD ESCALA: X: Y: MATERIAL ENSAYADO: VARILLA ɸ12 mm de acero
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GRÁFICO #2 UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIER A CIVIL Y MEC NICA GRUPO N°2 5to Civil "B" Nicolás Ruiz
TEMA: ACRITUD ESCALA: X: Y: MATERIAL ENSAYADO: VARILLA ɸ16 mm de acero
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GRÁFICO #3 UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA GRUPO N°2 5to Civil "B" Nicolás Ruiz
TEMA: ACRITUD ESCALA: X: 110:1 Y: 1: 800 MATERIAL ENSAYADO: Probeta Plana
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CONCLUSIONES.
Observamos las gráficas Esfuerzo vs Deformación específica del acero de cada muestra observando cómo funciona la acritud.
Observamos que en la acritud hace que aumente la resistencia máxima del material pero disminuyendo su deformación máxima.
Varilla de 12 (mm)
La deformación específica permanente despues de la descarga fue de
0,0350877193 .
El módulo de rigidez de la muestra es de 303993,77 kg/cm .
El esfuerzo máximo después de la acritud fue de 6911,12 Kg/cm2 siendo mayor al esfuerzo máximo sin aplicar la acritud 6398,186636 kg/cm2
La deformación específica del acero aplicando la acritud es de εrot = 0,19160 cm/cm menor a la deformación específica de la anterior práctica εrot = 0.19711169 cm/cm
El incremento de la resistencia es de Δσ = 531,858858 kg/cm2
Los límites proporciones de la primera y segunda carga son de σLp1 = 4910 kg/cm2; σLp2 = 5750 kg/cm2
Varilla de 16 (mm)
La deformación específica permanente despues de la descarga fue de
0,03968253968
El módulo de rigidez de la muestra es de 303993,77 kg/cm .
El esfuerzo máximo después de la acritud fue de 6725,23 Kg/cm2. siendo mayor al esfuerzo máximo sin aplicar la acritud 6521,273578 kg/cm2
La deformación específica del acero aplicando la acritud es de εrot = 0,19160 cm/cm menor a la deformación específica de la anterior práctica εrot = 0.19711169 cm/cm
El incremento de la resistencia es de Δσ = 203,956422 kg/cm2
Los límites proporciones de la primera y segunda carga son de σLp1 = 4920 kg/cm2; σLp2 = 5390 kg/cm2 Nicolás Ruiz
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Probeta de Acero
La deformación específica permanente despues de la descarga fue 0
Concluimos que el acero no sobrepaso el límite elástico por lo tanto no sufrió una deformación permanente dando así como resultado que no se realizo acritud en el material.
RECOMENDACIONES.
Tener cuidado al momento de colocar la muestra en la máquina universal.
Estar pendiente a qué momento descargar para no quedarnos en la zona elástica o no sobre pasar a la zona de ahorcamiento
Observar bien si la mordaza es la indicada para el diámetro de la varilla
BIBLIOGRAFÍA. SALAZAR, Jorge E., "Mecánica básica para estudiantes de ingeniería", Colombia, Universidad Nacional de Colombia
LINKOGRAFÍA.
http://html.rincondelvago.com/acero_11.html
http://enciclopedia.us.es/index.php/Acero
http://automotive.arcelormittal.com/europe/product_definition/ES
http://cursos.aiu.edu/procesos%20industriales/pdf/tema%202.pdf
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CÁLCULOS TÍPICOS. Transformación 1
N
1 Kg
⋰ ⋰ mm 9,8 N
10 mm 1cm
= 10,2040
kg cm
Varilla ɸ12 mm Datos: D = 12 mm Lo= 1003 mm Lf = 1024 mm La2= 627 mm
Deformación específica permanente
ε = ε =
− 1025 − 1003 627
ε = 0,0350877193
Módulo de rigidez =
=
σ ε 4451,8763 / 0,01464463
= , / =
σ ε
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=
4634,743476 / 0,01517355
= , / ≈
Esfuerzo máximo y deformación específica máxima.
σmáx = 6911,12 Kg/cm 2 εrot = 0,19160 cm/cm Incremento de la resistencia
Δσ = 6930.04549439348 kg/cm 2 - 6398,186636 kg/cm 2 Δσ = 531,858858 kg/cm 2 Límite proporcional ( Datos obtenidos gráficamente)
σLp1 = 4910 kg/cm2 σLp2 = 5750 kg/cm2 Práctica 3
σmáx = 6911,12 Kg/cm 2 εrot = 0,19160 cm/cm
Práctica 2
>
<
σmáx = 6398,186636 kg/cm 2 εrot = 0.19711169
Varilla ɸ16 mm Datos: D = 16 mm Lo= 995 mm Lf = 1020 mm
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La2= 630 mm
Deformación específica permanente
ε = ε =
− 1020 − 995 630
ε = 0,03968253968 Módulo de rigidez =
=
σ ε 2950,83141692151 / 0,0122
= , / =
=
σ ε 2999.89503567788/ 0.01236667
= , / ≈
Esfuerzo máximo y deformación específica máxima.
σmáx = 6725,23 Kg/cm 2 εrot = 0,1711 cm/cm Incremento de la resistencia
Δσ = 6725,23 Kg/cm 2- 6521,273578 kg/cm 2 Δσ = 203,956422 kg/cm 2
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Límite proporcional ( Datos obtenidos gráficamente)
σLp1 = 4920 kg/cm2 σLp2 = 5390 kg/cm2 Práctica 3
σmáx = 6725,23 Kg/cm 2 εrot = 0,1711 cm/cm
Práctica 2
>
<
σmáx = 6521,273578 kg/cm 2 εrot = 0.18922522
Probeta Plana Datos: Ancho = 40,58 mm Espesor = 6,06 mm Lo= 447 mm Lf = 447 mm La2= 187 mm
Deformación específica permanente
ε = ε =
− 447 − 447 187
ε = 0 La probeta no sufrió deformación permanente por lo tanto no paso de la zona elástica y no se cumplió con la acritud del material
ANEXOS FOTOGRÁFICOS.
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Img 1. Máquina universal
Img 2 . Longitud de la muestra.
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Img 3. Longitud de aplicación.
Img. 4. Probeta plana.
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Img. 5. Ancho de la probeta obtenido con el deformímetro.
Img. 6. Ruptura de la probeta plana
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Img 7. Colocación del extensómetro
Img 8. Gráfica en la máquina universal
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