UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL ENSAYO DE MATERIALES I
ENSAYO DE CARGA Y DESCARGA EN ACERO LAMINADO AL CALOR (TRACCIÓN) INFORME #7
LOVA LOVATO TO VERDESOTO VERD ESOTO ANGELA ANG ELA JOHANA J OHANA OCAPANA OCAPANA PULLUTAXI PULLUTAXI JENNIFER VANESSA VILLA LEMA CRISTIAN DAVID
SEMESTRE: TERCERO PARALELO: TERCERO
FECHA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA: MIERCOLES ! DE MAYO DEL "$
FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: MIERCOLES "$ DE JUNIO DEL "$
MIERCOLES DE %H"" A !H""
INTRODUCCIÓN El Acero es una aleación de hierro que contiene entre un 0,04 y un 2,25% de carbono y a la que se añaden elementos como níquel, cromo, manganeso, silicio, entre otros. Este endurece or el temle y una !e" temlado, tiene la roiedad de que si se calienta de nue!o y se en#ría lentamente, disminuye su dure"a. El acero #unde entre los $400 y $500&, y se uede moldear con m's #acilidad que el hierro. hierro. (os aceros se ueden clasi)car seg*n se obtengan en estado sólido+ soldados, batidos o #orados- o, en estado estado líquid líquido, o, en hierro hierros s o acero aceros s de #usión #usión y homog homogneo neos. s. /ambin /ambin se clasi)can seg*n su comosición química, en aceros originarios, al carbono y eseciales. (a roo roorc rción ión de carbon carbono o inuye inuye sobre sobre las caract caracterí erísti sticas cas del metal. 1e distinguen dos grandes #amilias de acero+ • •
(os aceros aleados (os no aleados.
Eiste una aleación cuando los elementos químicos distintos al carbono se adicionan al hierro seg*n una dosi)cación mínima !ariable ara cada uno de ellos .3or eemlo el 0.5% ara el silicio, el 0.0% ara el molibdeno, el $0.5% ara el cromo. e esta manera una aleación del $6% de cromo m's % níquel constituye un acero inoidable. 7 or eso no hay un acero sino m*ltiles aceros.
A&'* +,-./,0* ,+ &,+: El mto todo rinc rinci ial al de trab traba aar ar el acer cero se con conoce com como lami lamina nado do en cali calien ente te.. En este este roc roces eso, o, el ling lingot ote e cola colado do se cali calien enta ta al roo oo !i!o !i!o en un hor horno deno denomin minad ado o #oso #oso de ter termo di#u di#usi sión ón y a cont contin inua uaci ción ón se hace hace asa asarr entr entre e una una seri serie e de rodillos met'licos colocados en ares que lo alastan hasta darle la #orma y tamaño deseados. (a distancia entre los rodillos !a disminuyendo a medida que se reduce el esesor del acero. El rimer ar de rodillos or el que asa el lingote se conoce como tren de desbaste o de eliminación de asere"as. esus del tren de de!aste, el acero asa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabado que lo reducen a l'minas con la sección trans!ersal correcta. correcta.
INTRODUCCIÓN El Acero es una aleación de hierro que contiene entre un 0,04 y un 2,25% de carbono y a la que se añaden elementos como níquel, cromo, manganeso, silicio, entre otros. Este endurece or el temle y una !e" temlado, tiene la roiedad de que si se calienta de nue!o y se en#ría lentamente, disminuye su dure"a. El acero #unde entre los $400 y $500&, y se uede moldear con m's #acilidad que el hierro. hierro. (os aceros se ueden clasi)car seg*n se obtengan en estado sólido+ soldados, batidos o #orados- o, en estado estado líquid líquido, o, en hierro hierros s o acero aceros s de #usión #usión y homog homogneo neos. s. /ambin /ambin se clasi)can seg*n su comosición química, en aceros originarios, al carbono y eseciales. (a roo roorc rción ión de carbon carbono o inuye inuye sobre sobre las caract caracterí erísti sticas cas del metal. 1e distinguen dos grandes #amilias de acero+ • •
(os aceros aleados (os no aleados.
Eiste una aleación cuando los elementos químicos distintos al carbono se adicionan al hierro seg*n una dosi)cación mínima !ariable ara cada uno de ellos .3or eemlo el 0.5% ara el silicio, el 0.0% ara el molibdeno, el $0.5% ara el cromo. e esta manera una aleación del $6% de cromo m's % níquel constituye un acero inoidable. 7 or eso no hay un acero sino m*ltiles aceros.
A&'* +,-./,0* ,+ &,+: El mto todo rinc rinci ial al de trab traba aar ar el acer cero se con conoce com como lami lamina nado do en cali calien ente te.. En este este roc roces eso, o, el ling lingot ote e cola colado do se cali calien enta ta al roo oo !i!o !i!o en un hor horno deno denomin minad ado o #oso #oso de ter termo di#u di#usi sión ón y a cont contin inua uaci ción ón se hace hace asa asarr entr entre e una una seri serie e de rodillos met'licos colocados en ares que lo alastan hasta darle la #orma y tamaño deseados. (a distancia entre los rodillos !a disminuyendo a medida que se reduce el esesor del acero. El rimer ar de rodillos or el que asa el lingote se conoce como tren de desbaste o de eliminación de asere"as. esus del tren de de!aste, el acero asa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabado que lo reducen a l'minas con la sección trans!ersal correcta. correcta.
(os rodillos ara roducir raíles o ríeles de #errocarril #errocarril o er)les en 8, en / o en ( tien tienen en estr estría ías s ar ara roor orcion cionar ar la #or #orma adecuada. (os rocesos de #abricación modernos requieren gran cantidad de chaa de acero delgada, or lo que los trenes o rodill odillos os de lami lamina nado do cont contin inuo uo rod roduc ucen en tira tiras s y l'mi l'mina nas s con con anch anchur uras as de hast hasta a 2, 5m. 5m. Esto Estos s lami lamina nado dorres roc roces esan an con con raide" la chaa de acero antes de que se en#ríe y no ueda ser trabaa. (as lanchas de acero caliente de m's de $0 cm de esesor se asan or una serie de cilindros que reducen rogresi!amente rogresi!amente su esesor hasta unos 0,$ cm y aumentan su longitud de 4 a 960 metros. (os trenes de laminado continuo est'n equiados con una serie de accesorios como rodillos de borde, aaratos de decaado o eliminación y disositi!os ara enrollar de modo autom'tico la chaa cuando llega al )nal del tren. 1e usan en la #abricación de tubos y er)les ara construcción estructural, cañerías y tubos soldados ara la conducción de uidos, cilindros, etc. Este tio de acero laminado en caliente lo encontramos diariamente en #orma de lanchas de acero con suer)cie estriada tio l'grima en uno de sus lados. 1u suer)cie antidesli"ante hace esta lancha ideal ara isos de escaleras, !ehículos, etc. (a +,-./,&.1/ '/ &,+.'/2' es un roceso de #ora continua en la que que los los ling lingot otes es :toc :tocho hos, s, ala alanq nqui uill llas as y lan lanch chon ones es o las las #ormas #ormas ro!e ro!enien nientes tes de la colada colada contin continua; ua; son son reduc reducido idos s en cali calien ente te a un roc roces eso o de ren rensa sado do or or rodill odillos os alte altera rand ndo o su sección a las #ormas deseadas dentro del límite de la de# de#orma ormaci ció ón l's l'sti tic ca. En este este ro roceso ceso,, los los grano anos son se!eramente de#ormados e iniciar'n el roceso de recristali"ado #or #ormand mando o nue! nue!os os gran granos os m's m's equ equeñ eños os que que se asoc asocia iar' r'n n e!entualmente con otros no distorsionados, or lo que el acero queda libre de tensiones internas. (as !entaas de la laminación en caliente son !arias+ •
•
•
Eliminación de la orosidad de lingote, desaareciendo bao el e#ecto de la resión de laminación de soladuras y bolsas de gases.
Entre las des!entaas de este roceso se debe mencionar la oidación o escamación suer)cial debido a las altas temeraturas a las que se reali"a y la imosibilidad de mantener tolerancias debido a lo anterior.
T.3* 0' ,&'+ (os ,&'* ,+ &,4/ son aquellos que contienen solamente carbono y hierro con equeñas adiciones de manganeso y otras equeñas cantidades de elementos imuros y reresentan cerca del 5% del total de la roducción en acero. (os ,&'* 0' ,+',&.1/ contienen uno o m's elementos de aleación distintos del hierro y del carbono que se agregan con el roósito de asegurar roiedades que no se obtienen mediante aceros al carbono. Algunos e#ectos buscados con los elementos de aleación son+ •
•
•
Aumento de la resistencia al desgaste.
•
Aumento de la resistencia a la corrosión.
•
•
ure"a al roo :ure"a a altas temeraturas;.
•
Aumento de la ro#undidad a la cual el acero uede ser endurecido :3enetración de temle;.
Eisten tres categorías de clasi)cación de estos aceros de aleación+ •
A&'* 0' A+',&.1/ E*25&25,+'*: que son aquellos aceros que se emlean ara di!ersas artes de m'quinas, tales como engranaes, ees y alancas. Adem's se utili"an en las estructuras de edi)cios, construcción de chasis de automó!iles, uentes, barcos y semeantes. El contenido de la aleación !aría desde 0,25% a un >%.
•
A&'* 0' A+',&.1/ 3,, H',-.'/2,*+ son aceros de alta calidad y se emlean en herramientas ara cortar y modelar metales y no?metales.
•
A&'*
0'
A+',&.1/
E*3'&.,+'*:
son los aceros inoidables y aquellos con un contenido de cromo generalmente con un contenido suerior al $2%. Estos aceros de gran dure"a y alta resistencia a las altas temeraturas y a la corrosión, se emlean en turbinas de !aor, engranaes, ees y rodamientos.
(os elementos de aleación m's comunes y su e#ecto sobre las roiedades del acero son+ •
L,-./,&.1/ /odos los metales tienen una estructura cristalina, con#ormados or equeñas artículas irregulares llamadas granos que, a su !e", est'n estructurados or 'tomos de acuerdo a un atrón tridimensional que es *nico. Estos granos que ueden tener di#erentes #ormas y tamaños, est'n unidos entre sí y #orman la masa del metal. (a delgada caa de material entre los granos llamada @límite de granos, est' constituida or una densa caa de 'tomos esaciados irregularmente y es la arte m's dura y resistente del metal. Esto elica que, a menor tamaño de los granos aumenta la roorción del @límite de granos y, consecuentemente, aumenta la dure"a, resistencia y la resistencia a la corrosión. (os metales de granos m's gruesos tienen una menor dure"a, ero una mayor #ormabilidad, ductilidad y maquinabilidad. En una condición estable y sin ser sometidos a ninguna carga, los 'tomos del metal est'n en sus osiciones normales con sus 'tomos asociados. En esta osición, el metal est' en su condición m's blanda. (a de#ormación el'stica de un metal se roduce cuando las cargas a las que se le somete dean a los 'tomos ligeramente #uera de su osición normal, a la que ueden !ol!er cuando se remue!e la carga. 1i la carga es suerior, la unión entre los 'tomos asociados se rome moment'neamente y stos se desla"an ara asumir una
nue!a osición con otros 'tomos asociados. Esto es lo que se conoce como de#ormación l'stica y sucede durante el roceso de laminación. (a rotura se roduce cuando ante una carga a*n m's #uerte, se romen ermanentemente las uniones entre los 'tomos en caas adyacentes y el grano se seara en dos artes- su resecti!o diagrama es el siguiente+
C E
&
C B A
l
P3.'0,0'* -'&6/.&,* -6* *./.8&,2.9,*: •
P+,*2.&.0,0: &aacidad de de#ormarse ermanentemente sin #ractura.
• •
D5&2.+.0,0: 3lasticidad bao tensión M,+',4.+.0,0: 3lasticidad bao comresión
Bibliogra#ía+ htt+DD.arquitecturaenacero.orgDmaterialesD>$? materiales htt+DDes.scribd.comDdocDF05$$$9FDEnsayo?de?&arga?y? escarga?en?Acero?(aminado htt+DDes.iGiedia.orgDiGiDAcero htt+DD.steel? stainless.orgDdesignmanualDocsDEsD1anish.d#
OJETIVOS GENERALES: Hbser!ar el ensayo de tracción mediante el roceso de carga y descarga del acero laminado al calor, y su resecti!o comortamiento.
Identi)car en donde comien"a la "ona el'stica, "ona de uencia, "ona de endurecimiento, y en este caso la 8istresis roducida or la #atiga del material.
OJETIVOS ESPECÍFICOS: eterminar el 'rea, es#uer"os, de#ormación esecí)ca, elongación, y estricción de cada material. Jeconocer el tio de #alla que tiene el material desus de roducirse la rotura al ser ensayado. eterminar con este ensayo en qu a#ecta el roceso de carga y descarga en la resistencia del acero. 1aber reconocer en el gr')co las di#erentes roiedades mec'nicas roias de cada material.
E;UIPO: &alibrador [ A =± 0.05 mm ]
e#ormímetro [ A =± 0.01 mm ] .
(ineal
&omas de orcentae
[ A ± 1 ] =
MATERIALES: 3robetas+ Acero laminado al calor imensiones+
P4'2,* 0' ,&': (< L 2 ulg i'metro inicial :ara las dos robetas; L $0.$0 mm i'metro )nal :ensayo normal; L 5.50 mm i'metro )nal :ensayo carga?descarga; L 5.$0 mm
PROCEDIMIENTO: < &on la ayuda del calibrador se rocede a medir las dimensiones del di'metro de la robeta.
< 1e rocede a colocar la robeta en la maquina uni!ersal ara ser sometida al ensayo de tracción.
=< &olocar el ial de e#ormaciones de manera que ermita obser!ar las lecturas obtenidas al alicar las cargas y descargas de manera controlada.
$< Jeali"ar ciclos de carga y descarga asta límite de uencia en la robeta
>< Jegistrar los !alores de las de#ormaciones, cargas y descargas reali"adas en la robeta en tablas.
%< &on los !alores, obtener gr')co ara el c'lculo de la 8istresis y los resultados requeridos
TALAS Y DATOS: TALA N? : ENSAYO NORMAL DE TRACCIÓN EN ACERO LAMINADO AL CALOR TALA N? N@
CARGA P ()
CARGA P (N)
= $ > % 7 ! " = $ > %
0 500 $000 $500 2000 2500 2550 2590 2>$0 2F$0 9060 9200 99$0 990 9490 940
0 4F00 F00 $4600 $F>00 24500 24FF0 246F4 2556 25$ 900> 9$9>0 9249 99$24 99>$4 94$04
DEFORMACIÓN (-- X " ) 0 $ 2 9 5 > 50 $00 $50 200 250 900 950 400 450 500
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
ÁREA A (-- )
ESFUERZO B (MP,)
DEF< ESPECÍFICA (---- ) "$
0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2
0.00 >$.$> $22.92 $9.4 244.>4 905.0 9$$.F$ 90F.46 9$F.25 955.F5 965.52 9F$.42 404. 4$9.44 4$F.55 425.>6
0.00 $.F6 9.F4 5.F$ F.4 $$.$ F.49 $F>.5 2F5.2 9F9.60 4F2.$9 5F0.55 >.F 66.40 5.9 F4.25
0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2
42F.94 495.4> 496.F0 445.24 2F$.$2
$02.> $$$.$0 $26F.59 $564.0 4400.00
>
7 ! "
95$0 95>0 950 9>40 290
949F 94 9504 95>62 29924
550 >00 >50 00 2295.2
? ? ? ? 44
7 ! "
95$0 95>0 950 9>40 290
949F 94 9504 95>62 29924
550 >00 >50 00 2295.2
? ? ? ? 44
0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2
6
42F.94 495.4> 496.F0 445.24 2F$.$2
$02.> $$$.$0 $26F.59 $564.0 4400.00
F
TALA N? : ENSAYO DE TRACCIÓN PARA CARGA Y DESCARGA EN ACERO LAMINADO AL CALOR TALA N? N@
I ENSAYO DE CARGA II ENSAYO DE DESCAR GA
" = $ > 7 ! "
CARGA
CARGA
DEFORMACIÓN
ÁREA
ESFUERZO
P ()
P (N)
(-- X ")
A (-- )
B (M3,)
0 500 $000 $500 2000 2000 $500 $000 500 0
0 4F00 F00 $4600 $F>00 $F>00 $4600 F00 4F00 0
0 $ 2 9 5 5 9 2 $ 0
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0 $2
0.00 >$.$> $22.92 $9.46 244.>9 244.>9 $9.46 $22.92 >$.$> 0 00
DEF< ESPECÍFICA (---- ) "$ 0.00 $.F6 9.F4 5.F$ F.4 F.4 5.F$ 9.F4 $.F6 0 00
TALA N? : ENSAYO DE TRACCIÓN PARA CARGA Y DESCARGA EN ACERO LAMINADO AL CALOR TALA N? N@
I ENSAYO DE CARGA II ENSAYO DE DESCAR GA III ENSAYO DE CARGA
" = $ > 7 ! " = $ > % 7
CARGA
CARGA
DEFORMACIÓN
ÁREA
ESFUERZO
P () 0 500 $000 $500 2000 2000 $500 $000 500 0 0 500 $000 $500 2000 2500 2>90
DEF< ESPECÍFICA (---- ) "$
P (N)
(-- X ")
A (-- )
B (M3,)
0 4F00 F00 $4600 $F>00 $F>00 $4600 F00 4F00 0 0 4F00 F00 $4600 $F>00 24500 25664
0 $ 2 9 5 5 9 2 $ 0 0 $ 2 4 5 > 50
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2
0.00 >$.$> $22.92 $9.46 244.>9 244.>9 $9.46 $22.92 >$.$> 0.00 0.00 >$.$> $22.92 $9.46 244.>9 905.6F 92$.>F
0.00 $.F6 9.F4 5.F$ F.4 F.4 5.F$ 9.F4 $.F6 0.00 0.00 $.F6 9.F4 6.6 F.4 $$.$ F.49
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2
9$.02 990.25 956.$> 956.$> 905.6F 244.>9 $9.46 $22.92 >$.$> 0.00 0.00 >$.$> $22.92 $9.46 244.>9 905.6F 9>>.F5 94.06
$F>.5 2F5.2 9F9.60 9F9.60 9F$.69 9F.6> 95.9 9$.F 96F.F2 965.F 965.F 966.F5 96F.F2 99.> 95.9 9F$.69 9FF.>$ 4F2.$9
$0
IV ENSAYO DE DESCAR GA
V ENSAYO DE CARGA
! " = $ > % 7 ! =" = = == =$ =>
2>00 2600 2F20 2F20 2500 2000 $500 $000 500 0 0 500 $000 $500 2000 2500 9000 9$40
2540 2>4>0 2>$> 2>$> 24500 $F>00 $4600 F00 4F00 0 0 4F00 F00 $4600 $F>00 24500 2F400 90662
$00 $50 200 200 $FF $F $F> $F4 $F9 $F$ $F$ $F2 $F9 $F5 $F> $FF 209 250
IV ENSAYO DE DESCAR GA
V ENSAYO DE CARGA
VI ENSAYO DE
! " = $ > % 7 ! =" = = == =$ => =% =7 =! = $" $ $ $=
2>00 2600 2F20 2F20 2500 2000 $500 $000 500 0 0 500 $000 $500 2000 2500 9000 9$40 9250 9940 99>0 9420 9440 9440 9000 2500
2540 2>4>0 2>$> 2>$> 24500 $F>00 $4600 F00 4F00 0 0 4F00 F00 $4600 $F>00 24500 2F400 90662 9$50 92692 92F2 995$> 996$2 996$2 2F400 24500
$00 $50 200 200 $FF $F $F> $F4 $F9 $F$ $F$ $F2 $F9 $F5 $F> $FF 209 250 900 950 400 450 500 500 4FF 4F6
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2
9$.02 990.25 956.$> 956.$> 905.6F 244.>9 $9.46 $22.92 >$.$> 0.00 0.00 >$.$> $22.92 $9.46 244.>9 905.6F 9>>.F5 94.06 9F6.59 40.54 4$0.F 4$.92 420.66 420.66 9>>.F5 905.6F
$F>.5 2F5.2 9F9.60 9F9.60 9F$.69 9F.6> 95.9 9$.F 96F.F2 965.F 965.F 966.F5 96F.F2 99.> 95.9 9F$.69 9FF.>$ 4F2.$9 5F0.55 >.F 66.40 5.9 F4.25 F4.25 F2.2 F6.95
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2
244.>9 $9.46 $22.92 >$.$> 0.00 0.00 >$.$> $22.92 $9.46 244.>9 905.6F 9>>.F5 42.$$ 499.00 49>.>6 49>.>6 496.F 452.56
F64.4$ F60.46 F>.50 F>4.56 F>0.>9 F>0.>9 F>2.>0 F>>.54 F>.50 F62.44 F64.4$ F6>.9 F.$F $02.> $$$.$0 $26F.59 $966.F5 $66$.>5
$$
DESCAR GA
VII ENSAYO DE CARGA
$$ $> $% $7 $! $ >" > > >= >$ >> >% >7 >! > %" %
2000 $500 $000 500 0 0 500 $000 $500 2000 2500 9000 9500 9540 9560 9560 950 9600
$F>00 $4600 F00 4F00 0 0 4F00 F00 $4600 $F>00 24500 2F400 94900 94>F2 94F> 94F> 9504 9>2>0
4F5 4F9 4F2 4F0 4 4 4F 4F$ 4F2 4F4 4F5 4F> 502 550 >00 >50 600 F00
DESCAR GA
VII ENSAYO DE CARGA
$$ $> $% $7 $! $ >" > > >= >$ >> >% >7 >! > %" % %
2000 $500 $000 500 0 0 500 $000 $500 2000 2500 9000 9500 9540 9560 9560 950 9600 24$0
$F>00 $4600 F00 4F00 0 0 4F00 F00 $4600 $F>00 24500 2F400 94900 94>F2 94F> 94F> 9504 9>2>0 29>$
4F5 4F9 4F2 4F0 4 4 4F 4F$ 4F2 4F4 4F5 4F> 502 550 >00 >50 600 F00 2$99.>
$2
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 42
0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2 0.$2
244.>9 $9.46 $22.92 >$.$> 0.00 0.00 >$.$> $22.92 $9.46 244.>9 905.6F 9>>.F5 42.$$ 499.00 49>.>6 49>.>6 496.F 452.56 2F4.6
F64.4$ F60.46 F>.50 F>4.56 F>0.>9 F>0.>9 F>2.>0 F>>.54 F>.50 F62.44 F64.4$ F6>.9 F.$F $02.> $$$.$0 $26F.59 $966.F5 $66$.>5 4200.00
$9
$4
$5
$>
$6
CÁLCULOS TÍPICOS: VARILLA MARCA ANDEC D,2*: (< L 2 ulg i'metro inicial L $0.$0 mm i'metro )nal L 5.50 mm
C,, (N) P=500 ( kg ) × 9.8 ( N ) P= 4900 N
Á', (
2
mm ¿
CÁLCULOS TÍPICOS: VARILLA MARCA ANDEC D,2*: (< L 2 ulg i'metro inicial L $0.$0 mm i'metro )nal L 5.50 mm
C,, (N) P=500 ( kg ) × 9.8 ( N ) P= 4900 N
Á', ( A = A =
2
mm ¿
π ∗ D
2
4
π ∗10.10
2
4
A = 80.12 mm
2
E*5'K [ MPa ] P σ = A σ =
4900 80.12
σ =61.16 MPa
E*5'K , +, 25, [ MPa ] σ R=291.12 MPa
$
E*5'K -6.- [ MPa ] σ Máx =445.24 MPa
E*5'K 0' 5'/&., [ MPa ] σ F =311.50 MPa
E*5'K '+6*2.& [ MPa ] σ E=305.80 MPa
E*5'K 33&./,+ [ MPa ] σ P=244.64 MPa
M105+ 0' '+,*2.&.0,0 [ MPa ] = E =
tan α
E=
σ E ε E
305.80
( 11.81 )∗10
−4
E= 258933.11 MPa
E+/,&.1/ [ ] Δlfinal e= ∗100 Lo
e=
−2 2235.2 10
∗
50.8
∗100
$F
e = 44
D&2.+ 6.+ D C!L= ε R > 5 DÚC!L =44 >5
∴ EL
MAE R!AL E" DÚC!L
P&'/2,' 0' '*2.&&.1/ [ ] #e E$%&i''i(n =
#e E$%&i''i(n=
A 0− A f Ao 80.12
∗100
−23.76
80.12
∗100
#e E$%&i''i(n=70.35
T.3 0' ,++, El ensayo nos ermitido determinar que el tio de #alla es en #orma de cr'ter sedosa.
E/', '+6*2.&, [ MPa mm ] 2
σ F ) E = 2 E
) E =
311.50
(
2
2 258933.11
)
) E =0.19 MPa mm
20
CONCLUSIONES
LOVATO VERDESOTO ANGELA JOHANA •
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•
El cuero al ser descargado hasta antes de suerar su límite de elasticidad, este no su#re ninguna de#ormación ermanente- al momento de !ol!er a cargar el mismo cuero el es#uer"o de uencia aumenta /ambin se uede obser!ar que el límite de roorcionalidad !a aumentando ero la uencia se ierde cuando este sobreasa su límite. (a sección de intersección de cada una de las #ases de carga y descarga reresentan la energía erdida que no de!uel!e el material al ser descargado en un unto suerior al límite el'stico
OCAPANA PULLUTAXI JENNIFER VANESSA •
•
•
El resente ensayo ermitió determinar que el acero laminado al calor osee una alta resistencia a la de#ormación roducida or es#uer"os de tracción, or lo que tras calcular el orcentae de de#ormación a la rotura odemos establecer que el material utili"ado es d*ctil. Al igual, se uede concluir que el material utili"ado, la robeta de acero laminado al calor, es elastol'stico dado que como nos indica su resecti!o diagrama una !e" asada la "ona el'stica, este emie"a a adquirir una de#ormación ermanente a medida que asan los ciclos de carga?descarga, hasta el momento de rotura. El tio de #alla es indeendiente de la #atiga que tenga el material, ues como bien !imos en el ensayo las dos robetas, la rimera tras un ensayo normal, y la segunda tras 2$
un roceso de carga?descarga, mostraron el mismo tio de #alla desus de la rotura. •
En el diagrama resecti!o se uede obser!ar la histresis el'stica, que no es m's que el 'rea comrendida entre la cur!a de carga y descarga- y or lo tanto, sería la rdida de energía en #orma de calor.
VILLA LEMA CRISTIAN DAVID •
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(a robeta al alicar carga y al ser descargado dentro de la "ona el'stica la de#ormación ocasionada desaarece y retorna a su longitud original.
Al alicar ciclos de carga y descarga a la robeta, esta obtiene mayor resistencia ero a su !e" se hace m's #r'gil.
(os es#uer"os de uencia resentan una le!e !ariación en cada etaa.
1e determina la energía erdida or la robeta al ser descargada desde un unto suerior al límite el'stico.
22
RECOMENDACIONES:
LOVATO VERDESOTO ANGELA JOHANA Mo ol!idarse de medir las resecti!as dimensiones de cada material. Estar en #orma ordenada y en silencio ara oder escuchar las resecti!as cargas y de#ormaciones que se !an roduciendo durante el ensayo. Estar muy atentos en el roceso de carga y descarga. /ener mucho cuidado en el momento del ensayo orque hay algunos materiales que uedan reaccionar en #orma brusca.
OCAPANA PULLUTAXI JENNIFER VANESSA •
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Ktili"ar correctamente la m'quina uni!ersal, ya que al ser mal maniulada odría causar accidentes u errores al momento de lle!ar a cabo el ensayo. (as lecturas de datos deben ser m's claras debido a que un dato mal tomado ro!oca que el diagrama resecti!o no sea el correcto y que las "onas no se uedan locali"ar correctamente, tal y como ocurrió en el resente ensayo con el dato mal leído de $09 en lugar de 209. /ratar de tomar con la m'ima recisión las de#ormaciones unitarias de las dos robetas, dado que el (
VILLA LEMA CRISTIAN DAVID 29
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•
1e debe suetar de la manera m's correcta a los materiales, tenindose que )ar que los etremos de cada material sea el adecuado ara que uedan ser suetados en la
ILIOGRAFIA: 3r'cticas de (aboratorio sobre Jesistencias de
24
25
ANEXOS: PROETAS DE ACERO LAMINADO AL CALOR:
3robetas a ser ensayadas
Antes del Ensayo Mormal
esus del Ensayo
2>
1i restamos atención, odemos obser!ar que la robeta de acero laminado al calor resenta una #alla de tio &62' con una tetura Antes del Ensayo con ciclos de carga y descarga
esus del Ensayo
26
&omo odemos obser!ar la segunda robeta de acero laminado al calor resenta el mismo tio de #alla, &62' con una tetura sedosa, grano
2
CONSULTA H.*2'*.*: El trmino histresis se emlea genricamente ara describir ciertos comortamientos de materiales o aaratos de muy !ariada índole, ero que en todo caso resonden a un retraso entre una causa eterna y un e#ecto en sus roiedades. =ui"' el caso m's com*nmente conocido es el de histresis electromagntica. Kn material #erromagntico sometido a un camo magntico su#re una magneti"ación, de magnitud creciente con#orme la intensidad del camo aumenta. 1i sta es reducida, el camo magntico tambin decrece ero siguiendo un camino distinto, hasta el unto de no desaarecer comletamente cuando el camo es cancelado :lo cual es el rinciio de #uncionamiento de todo aarato de registro magntico de in#ormación, como un disco duro;. Este comortamiento da lugar a gr')cas causa?e#ecto con cur!as searadas como la mostrada en la )gura. El caucho, material que determina en buena medida las roiedades de un neum'tico, resenta una histresis !isco? el'stica. 1i de#ormamos con la mano una elota de caucho e inmediatamente la soltamos, !eremos cómo la elota recuera :en este caso comletamente; su #orma original, ero de manera lenta. Este des#ase imlica en todo caso que arte de la energía emleada durante la alicación de la #uer"a eterna no es recuerada tras su relaación. Esta rdida de energía es en algunos casos erudicial, como la resistencia a la rodadura de un neum'tico, ero en otros es ro!echosa, como el calentamiento or inducción electromagntica o la roia caacidad del neum'tico de resonder a las órdenes del conductor, de la cual tambin es arcialmente resonsable.
2>
H.*2'*.* '+6*2.&, (a histresis el'stica es la di#erencia entre la energía de de#ormación necesaria ara generar un es#uer"o determinado en un material y la energía el'stica en dicho es#uer"o. Es la energía disiada como calor en un material en un ciclo de ensayo din'mico. (a histresis el'stica di!idida or la energía de de#ormación el'stica es igual a la caacidad de amortiguación.
C59, 0' Q.*2'*.* (a cur!a de histresis muestra la cur!a de magneti"ación de un material. 1ea cual sea el material esecí)co, la #orma tiene características similares. •
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•
Al rinciio, la magneti"ación requiere un mayor es#uer"o elctrico. Este inter!alo es la llamada "ona re!ersible. En un determinado unto, la magneti"ación se roduce de #orma roorcional. En ese unto se inicia la denominada "ona lineal. Cinalmente, se llega un instante a artir del cual, or mucha #uer"a magntica que indu"camos al material, ya no se magneti"a m's. Este es el llamado unto de inducción de saturación, que determina el inicio de la llamada "ona de saturación. 26
