TRACCION Cualquier elemento sometido a fuerzas externas, que tiendan a flexionarlo, está bajo tracción y compresión. Los elementos pueden no estar sometidos a flexión y estar bajo condiciones de tracción o compresión si se encuentran bajo fuerzas axiales. ¿Qué
es tracción?
El esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo. ¿Cómo
afecta la tracción a los materiales?
Un material sometido a una tensión (fuerza) produce una deformación del mismo. Si al cesar la fuerza el material vuelve a sus dimensiones primitivas, diremos que ha experimentado una deformación elástica. Si la deformación es tal que no recupera por completo sus medidas originales es una deformación plástica. ¿Cuál
es la fórmula de la tracción?
¿Efectos
de la tracción en los materiales?
Estiramiento, deformaciones y rupturas. ¿Cuál
es la ley de Hooke?
Las deformaciones producidas en un elemento resistente son proporcionales a las fuerzas que lo producen. ¿Cómo
es el comportamiento de las barras de acero en las estructuras?
Soportan grandes fuerzas axiales y coaxiales gracias a sus propiedades férricas. ¿Cuál
es la resistencia a la tracción?
Es la carga unitaria máxima soportada por la probeta durante el ensayo. Como valor comparativo de la resistencia característica de muchos materiales, como el acero o la madera, se utiliza el valor de la tensión de fallo, o agotamiento por tracción, esto es, el cociente entre la carga máxima que ha provocado el fallo elástico del material por tracción y la superficie de la sección transversal inicial del mismo. El
ensayo de tracción.
Consiste en someter una probeta de forma y dimensiones determinadas a un esfuerzo de tracción en la dirección de su eje hasta romperla, con el fin de determinar una o más de las propiedades mecánicas del material ensayado. El ensayo se realiza alargando una probeta de geometría normalizada, con una longitud inicial Lo, que se ha amarrado entre las mordazas de una máquina. Una de las mordazas de la máquina está unida al cabezal móvil y se desplaza respecto a la otra con velocidad constante durante la realización del ensayo. Las máquinas de ensayo disponen de sistemas de medida, células de carga y extensómetros, que permiten registrar la fuerza aplicada y la deformación producida mientras las mordazas se están separando. Procedimientos para hacer el ensayo de tracción Si han de tomarse mediciones de alargamiento, lo primero es marcar el tramo de calibración. Si las marcas se hacen rayando el material, estas marcas han de ser ligeras para no dañarlo. Antes de usar la máquina por primera vez, el operador debe familiarizarse con ella. Se debe comprobar el estado inicial de la máquina y hacer los ajustes necesarios. Se colocan la probeta en los dispositivos de sujeción (mordazas), y se ha de comprobar la correcta sujeción y posicionamiento. La velocidad del ensayo no debe ser superior que aquella de la cual las lecturas de carga y otras que puedan tomarse, permitan una medición un grado de exactitud adecuado. Después que la probeta ha fallado, se retira esta de la máquina de ensayo. Se toman las mediciones de los valores de alargamiento. Los extremos rotos de la probeta se juntan, y se mide la distancia entre los puntos de referencia. También se mide el diámetro de la sección más pequeña. Probeta
Es una pieza sometida a diversos ensayos mecánicos para estudiar la resistencia de un material.
Diagrama
Esfuerzo-Deformación
Los datos de la fuerza aplicada se pueden convertir en tensión y así construir la gráfica esfuerzo-deformación, similar a la que representada en la figura.
Un material presenta varias zonas en cuanto a su comportamiento ante un esfuerzo de tracción. Estas zonas están representadas en el diagrama esfuerzo deformación anterior y son las siguientes: Zona elástica (OB) Se caracteriza porque al cesar las tensiones aplicadas, los materiales recuperan su longitud inicial. En la zona elástica (OB) hay, a su vez, dos zonas: Zona de proporcionalidad (OA) En la gráfica es una línea recta, es decir, el alargamiento unitario (ε) es proporcional a la tensión ejercida (σ). En las aplicaciones industriales siempre se trabaja en esta zona, ya que no se producen deformaciones permanentes y además se puede aplicar la ley de Hooke.
Zona no proporcional (AB) El material se comporta de forma elástica, pero no existe una relación proporcional entre tensión y deformación.
Zona plástica (BE) En esta zona se ha rebasado la tensión del límite elástico y, aunque dejemos de aplicar tensiones de tracción, el material ya no recupera su longitud original y la longitud final será mayor que lo. En la zona plástica (BE) también se pueden distinguir dos zonas:
Zona de deformación plástica uniforme o zona de límite de rotura (CD) Se consiguen grandes alargamientos con un pequeño incremento de la tensión. En el
punto D encontramos el límite de rotura y la tensión en ese punto se llama tensión de rotura (σr). A partir de este punto, la probeta se considera rota, aunque físicamente no lo esté.
Zona de rotura o zona de estricción o zona de deformación plástica localizada (DE) Las deformaciones son localizadas y, aunque disminuya la tensión, el material se deforma hasta la rotura. En el punto D, la probeta se ha fracturado. La sección de la probeta se reduce drásticamente.