Laboratorio N°4: Ensayo de Creep
-Alumna: Sofía Gamboa Robles -Profesor de asignatura: Mario Castillo. -Profesor de laboratorio: Héctor Gálvez
Introducción
Este ensayo conocido como ensayo de Creep se presenta en materiales viscoelásticos, como los polímeros; normalmente se aplica instantáneamente un esfuerzo de tracción y se mantiene constante mientras se determina la deformación en función del tiempo. Este tipo de ensayo se separa en dos tipos de estudios, la fluencia lenta y termo fluencia. En el caso de esta última, el material a trabajar se somete a un aumento de temperatura que permite la deformación del material de manera más sencilla (plásticos) y en el caso de la fluencia lenta, el material no sufre ningún tipo de efecto por el agente externo de la temperatura, es decir, el material se deforma debido a la acción de una fuerza axial que alarga dicho material hasta su ruptura. Objetivo: determinar las curvas características por la deformación lenta progresiva o Creep
Materiales para el desarrollo del ensayo -dos pesas de 5 kilogramos cada una -huincha de medir -soldadura blanca Procedimiento 1) Marque la longitud inicial indicada por la huincha 2) Aplique la precarga de 5 kg y visualizar la medida para ver el control de deformación inicial 3) Aplicar una carga total de 10 kg la que actuara en forma permanente a la temperatura ambiente hasta su ruptura. 4) Controlar la deformación producida, realizando mediciones cada 3 minutos.
Marco teórico: Se denomina fluencia lenta o arrastramiento (en inglés, 'creep') al incremento de deformación que sufre un material cuando le es aplicado un esfuerzo constante σ0. El esfuerzo constante es aplicado en un tiempo t=0, provocandodeformaciones lentas o retardadas ε0. Este fenómeno se presenta en materiales viscoelásticos, como los polímeros, y resulta de mucha importancia en el hormigónpretensado.
Desarrollo experiencia: Una vez que es montado el estaño, se marca el Lo, que es la longitud inicial con la cual se realizara el experimento, y se mantiene la huincha de medir en la misma locación, ya que una vez que se apliquen los pesos, se debe registrar como cambia la extensión del ya nombrado material. Luego se aplica una precarga de 5Kg y una marca inicial para controlar la deformación del material y llevar un registro aun más preciso. En seguida de aplicar la pre-carga, se emplea la carga completa de 10Kg en la probeta y se empieza a medir el cambio de longitud cada minuto que pasa, hasta que el material se fracture. El fenómeno conocido como "creep", se define como: "la parte dependiente del tiempo de las deformaciones provenientes de tensiones".
-Resultados. El material sometido al ensayo de fluencia es un cable de estaño con largo inicial 54 (mm) y 1/8 (mm) de diámetro, se le aplicó una carga total de 10 kg, se analizo sus respectivas mediciones cada 3 minutos y se trabajó a temperatura ambiente. Tiempo de ruptura fue a 43,03 minutos, deformándose 30 (mm), quedando con un largo final de 60 (mm).
Podemos nombrar 3 Etapas del Creep: 1) La primera etapa llamada Creep primaria está tipificada por una disminución continua de la velocidad del Creep. Esto sugiere que el material está experimentando un incremento en la resistencia del Creep o endurecimiento por deformación, haciendo que le material sea más difícil de ser deformado. 2) La segunda etapa llamada Creep secundario, algunas veces llamado creep estacionario, la velocidad es constante y es frecuentemente la etapa de mayor duración. 3) La tercera etapa, llamada Creep terciario, hay un aumento en la velocidad y una inminente fractura.
Elongacion /Tiempo 250 200 o t n 150 e i m a g r 100 a l a
TIEMPO Alargamiento
50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
deformacion / Tiempo 60 50 n 40 o i c a 30 m r o f e d 20
TIEMPO DEFORMACION
10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Conclusión
Podemos identificar claramente las regiones primaria y secundaria, la región terciaria no se aprecia en nuestra grafica, puede ser debido a que la velocidad de deformación fue muy rápida para poder tomar los datos correspondientes. La región del Creep secundaria es la que dura la cantidad de mayor tiempo, esto se debe a que se mantiene una velocidad constante de deformación. Todo esto se explica debido a que existe un balance entre los procesos de endurecimiento por deformación y recuperación, siendo esta ultima el proceso por el cual el estaño se ablanda y mantiene su capacidad de deformarse. Podemos también destacar de estos gráficos que en ellos se puede ver claramente que tanto la deformación natural, la deformación y la elongación (ΔL) van en aumento ya que la sección también va en crecimiento, es decir, se va alargando y su sección transversal va disminuyendo. Por tanto, se va destruyendo. Además que la carga es constante todo el tiempo que dura el ensayo, el alambre colapsa.
