RESISTENCIA DE MATERIALES
JONATHAN ALDEMAR ESTUPIÑAN MERCHAN JORGE LUIS VARGAS MESA
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD SECCIONAL DUITAMA INGENIERIA ELECTROMECANICA DUITAMA 2015
INFORME DE LABORATORIO (Ensayo de tracción y compresión a la probeta de aluminio, de bronce y de acero 1020)
JONATHAN ALDEMAR ESTUPIÑAN MERCHAN COD. 201220660 JORGE LUIS VARGAS MESA COD. 201311048 INGENIERO: EDGAR ABSALON TORRES BARAHONA
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD SECCIONAL DUITAMA INGENIERIA ELECTROMECANICA DUITAMA 2015
INFORME DE LABORATORIO (Ensayo de tracción y compresión a la probeta de aluminio, de bronce y de acero 1020)
JONATHAN ALDEMAR ESTUPIÑAN MERCHAN COD. 201220660 JORGE LUIS VARGAS MESA COD. 201311048 INGENIERO: EDGAR ABSALON TORRES BARAHONA
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD SECCIONAL DUITAMA INGENIERIA ELECTROMECANICA DUITAMA 2015
1. OBJETIVOS 1.1.
OBJETIVO GENERAL Determinar las propiedades mecánicas del aluminio, del Acero 1020 y del bronce.
1.2.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Observar el comportamiento del aluminio, del Acero 1045 y del bronce someterlos a una carga de tensión y compresión en la maquina universal de ensayos. Comparar el alargamiento con respecto a la carga que se somete la probeta, al igual que la deformación con respecto al esfuerzo; por medio de gráficas y los cálculos respectivos que ilustren el comportamiento y propiedades de las probetas. módulo de Determinar punto de fluencia, punto de rotura, carga máxima y módulo rigidez y analizar los resultados.
2. MATERIALES Y EQUIPOS
Máquina Universal Hidráulica: En esta máquina se pueden realizar ensayos de tracción, compresión y flexión, para así determinar las propiedades mecánicas de muchos materiales. La máquina trabaja hidráulicamente, utiliza sensores para así poder determinar con precisión las propiedades mecánicas de los materiales. Además también está conectada a un computador con un software llamado trapezium 2, y de este modo realizar estas pruebas estableciendo previamente los parámetros del ensayo a realizar. En el computador también se muestran datos y graficas de la prueba.
Fig.1 – Maquina de Prueba Universal Hidráulica
Calibrador pie de rey: Es un instrumento utilizado para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, en este caso se usó para medir los diámetros y longitudes requeridos para introducir estos datos al computador.
Fig.2 – Calibrador pie de rey
Probetas de Bronce, Aluminio y de Acero 1020: ENSAYO DE TENSIÓN
Probetas
Para materiales metálicos las probetas se obtienen por mecanizado o por moldeo del material a ensayar. En el caso de productos con sección transversal constante como perfiles, barras u otros, se pueden utilizar como probetas las muestras sin mecanizar. La sección de la probeta puede ser circular, cuadrada o rectangular. En esta práctica de laboratorio los materiales empleados son aluminio y acero, con dimensiones elegidas dentro de lo admisible por la norma según la siguiente tabla:
Fig. 3. Dimensiones admisibles para probetas de ensayos de tracción .
En este caso se trata de probetas cilíndricas de diámetro D = 12.5 mm. En la siguiente figura se muestran las especificaciones de la norma respecto a dichas probetas.
Probeta
Maquine una probeta de acero 1020 y otra de aluminio 99% (o en su defecto de materiales de acero y aluminio de composición química conocida).
Fig. 4. Probeta de ensayo
Las probetas tenían inicialmente las medidas que se muestran a continuación.
Probetas para tracción: Longitud de la probeta: 16.8 cm Diámetro exterior: 10 mm Diámetro interior: 7,5 mm
ENSAYO DE COMPRESIÓN
Probeta
Maquine dos probetas, una de acero y otra de aluminio, de acuerdo con las siguientes dimensiones
Fig. 5. Probeta para ensayo de compresión
Probetas para compresión: Probeta Acero Aluminio Bronce
Diámetro mm 15,8 15,8 15,8
Altura mm 28,9 29,2 28
3.1. Tracción
3. DESCRIPCIÓN DE LA PRUEBA
En primera parte se tomaron las medidas de cada una de las probetas. La primera prueba se realizó con la probeta de aluminio, esta se introdujo en las mordazas de la maquina universal hidráulica, que durante la prueba de tracción trabajo con una velocidad de 5 mm/min, se tomaron los datos de la deformación cada 0,5 segundos, hasta que la probeta falla y se rompe.
Fig.6 – Probeta de acero después de la prueba de tracción
Fig.7 – Probeta de aluminio después de la prueba de tracción
La segunda y tercera prueba se realizó con la probeta de acero 1020 y bronce respectivamente, realizando el mismo procedimiento que en la primera.
Fig.8 – Probeta de acero bronce después de la prueba de tracción
Ya obtenidos los resultados de cada una de las pruebas se procedió al análisis de cada uno de los datos, para obtener el valor del módulo de rigidez de los materiales y demás propiedades mecánicas y la representación gráfica de los datos.
3.2.
Compresión.
En este ensayo se colocaron las probetas de acero 1045, aluminio y bronce en el lugar a efectuar el ensayo de compresión en la maquina a una velocidad de 1 mm/min hasta que cada probeta se comprimido una determinada distancia. Los datos se obtuvieron mediante el programa trapezium 2 y luego se analizaron para obtener los valores pedidos en el laboratorio.
Fig. 9. Probeta de acero después de la compresión
Fig. 10. Probeta de bronce después de la compresión
Fig. 11. Probeta de aluminio después de la compresión
Fig. 12. Probetas después de la tracción
4. MARCO TEÓRICO La máquina universal junto con el programa trapezium 2 arroja únicamente los datos de carga en kilo Newton (kN) y de alargamiento en milímetros. Para analizar y encontrar las propiedades mecánicas de las probetas, se requiere encontrar otra serie de datos los cuales son y se calculan de la siguiente manera:
Carga y alargamiento promediado: Se tomaron los datos que arrojo el programa trapezium 2 y se le saco el promedio cada veinte datos para el ensayo de compresión y cada 10 datos para el ensayo de tracción a cada uno de los ítems debido a que eran más de 1500 datos por ítem.
Carga : son los datos que arroja el programa en unidades de KN.
Alargamiento: Al igual que la carga, la maquina arrojo los datos del alargamiento en milímetros (mm).
Esfuerzo calculado: El esfuerzo calculado se halla dividiendo la carga en KN en el área de la parte interior de la probeta dada en centímetros cuadrados (m^2).
Dónde:
[]
Deformación calculada (cm/cm): La deformación calculada de las probetas es igual al alargamiento en centímetros sobre la longitud inicial en centímetros, de tal manera que:
Módulo de Rigidez (E): Para hallarlo se debe efectuar una regresión lineal que se realiza observando la gráfica esfuerzo vs deformación y tomando dos puntos de la parte más recta y hallar una ecuación de la forma y = mx + b. Donde m es el módulo de rigidez (E), el cual es la pendiente de la recta y b es la intersección de la recta con el eje .
También el módulo de rigidez tiene que ser igual al cambio en el esfuerzo sobre el cambio en la deformación.
Punto de fluencia y deformación inicial: El punto de fluencia es el punto en el que aparece un considerable correspondiente aumento de carga.
alargamiento
del
material
sin
el
Para calcular este punto se debe tener en cuenta el límite aparente de proporcionalidad al 0,2% (o a otro tanto por ciento), se aplica este concepto en aquellos materiales que no tienen un punto de fluencia bien definido, o que carecen de él, mediante un procedimiento de equiparación con los que sí lo tienen. Consiste en trazar una paralela a la tangente en el origen a la curva partiendo de un valor normalizado (equivalente a la deformación en el límite de proporcionalidad de otros materiales) que suele tomarse del 0,2%, la intersección de esta recta con la curva esfuerzo-deformación de fine el punto considerado.
5. TABLAS DE DATOS 5.1. DATOS OBTENIDOS DURANTE LA TRACCION
ACERO CARGA KN
ALARGAMIENTO mm
ESFUERZO CALCULADO Pa
DEFORMACION CALCULADA mm
0,2484375
0,065
5623474,66
0,0003869
1,1390625 3,2109375
0,3768 0,714 1,0514
25783100,8 46756185,5 72680757,3
0,00224286 0,00425 0,00625833
4,6421875
1,3892
105077630
0,00826905
6,3578125
1,729 2,069
143911436 189465118
0,01029167 0,01231548
15,389065 19,978128
2,4092 2,7408 3,0728
244532773 348337175 452212313
0,01434048 0,01631429 0,01829048
24,992191
3,4064
565707483
0,02027619
30,30627 32,006252
3,7402 4,0758
685993625 724473346
0,0222631 0,02426071
31,929689 32,16094
4,4088 4,7408
722740314 727974766
0,02624286 0,02821905
32,489064
5,0742 5,4068
735401974 748700254
0,03020357 0,03218333
34,168753
5,7406 6,0722
748523427 773422356
0,03417024 0,03614405
34,859377 35,521878
6,405 6,7378
789054885 804050840
0,038125 0,04010595
36,118753 36,682815
7,0708 7,4038
817561327 830329079
0,0420881 0,04407024
37,182814
7,7366
841646741
0,04605119
37,64844 38,454691
8,0694 8,4032 8,7378
852186357 862230780 870436147
0,04803214 0,05001905 0,05201071
38,826564
9,0722
878853630
0,05400119
39,157814
9,4066 9,741
886351596 893071517
0,05599167 0,05798214
10,0754 10,4098 10,7442 11,0788
899473071 905238028 912049848 915105623
0,05997262 0,0619631 0,06395357 0,06594524
40,804689
11,4132 11,7472
919561961 923629220
0,06793571 0,06992381
40,965628
12,0818
927272134
0,07191548
41,089064 41,239065
12,4162 12,7508 13,085
930066154 933461482 936361661
0,07390595 0,07589762 0,0778869
41,575002
13,4192 13,7538
939438645 941065540
0,07987619 0,08186786
41,650002 41,742188
14,0882 14,4224
942763193 944849857
0,08385833 0,08584762
41,84844
14,757
947254910
0,08783929
41,900378
15,0914 15,4248
948430546 948917184
0,08982976 0,09181429
2,O65625
8,3703125 10,803127
33,076564 33,068752
38,092189
39,454691 39,737503 39,992191 40,293128 40,428128 40,625003
41,367191 41,503128
41,921877
15,7602 16,0948
950155067 951251479
0,09381071 0,09580238
42,110752
16,4282 16,7598
952878396 953192439
0,0977869 0,09976071
42,089065 42,132815
17,0914 17,4234
952701546 953691843
0,10173452 0,10371071
42,153128 42,200003
17,7546 18,0856
954151636 955212669
0,10568214 0,10765238
42,195316
18,4172
955106577
0,10962619
42,15469 42,159377 42,200003
18,7482 19,0794 19,4106
954186992 954293084 955212669
0,11159643 0,11356786 0,11553929
42,143752
19,7418
953939406
0,11751071
42,062502
20,0734 20,4046
952100283 950544124
0,11948452 0,12145595
20,7358 21,0676 21,3998 21,7308
949023276 944639959 939049589 930030820
0,12342738 0,12540238 0,12737976 0,12935
41,134376
22,0624 22,3936
920092466 931091807
0,13132381 0,13329524
39,468752 38,656252
22,725 23,0562
893389792 874998555
0,13526786 0,13723929
37,795314 36,848439
23,3872 23.7186
855510905 834078039
0,13920952 1411,82143
35,731253
24,0498
808790121
0,14315357
34,404689 32,943752 31,314065
24,381 24,7124 25,0436
778762854 745694005 708805438
0,145125 0,14709762 0,14906905
29,75000167
25,30866667
673402286
0,15064683
41,976565 42,025003 42,096878
41,993753 41,926564 41,732915 41,48594 41,087503 40,64844
GRAFICA DE CARGA-ALARGAMIENTO:
GRAFICA DE ESFUERZ0 vs DEFORMACION CALCULADA
Esfuerzo vs Deformacion 1,2E+09 1E+09
σ o z r e u f s E
800000000 600000000 Series1 400000000 200000000 0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Deformacion Є
Regresion lineal 25000
20000
15000 Recta Pendiente 10000
5000
0 0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
ALUMINIO kgf
deformación (cm)
esfuerzo
deformación calculada
96,9527056
0,02464
49,4488138
0,00146667
423,421224
0,0917
215,957638
0,00545833
885,559875
0,16002
451,662335
0,009525
1435,09144
0,22726
731,940064
0,01352738
2037,12241
0,29375
1038,99408
0,01748512
2630,86803
0,3605
1341,82231
0,02145833
2812,90334
0,42725
1434,66582
0,02543155
2844,21189
0,49383
1450,63413
0,02939464
2884,52249
0,56038
1471,19376
0,03335595
2921,88546
0,62696
1490,25
0,03731905
2948,73275
0,69352
1503,94293
0,04128095
2952,31776
0,7601
1505,7714
0,04524405
2853,53281
0,82689
1455,38808
0,04921964
2654,05082
0,89377
1353,64624
0,0532006
912,486807
0,96023
465,395885
0,05715655
-106,193884
1,02367
-54,1620943
0,06093274
-102,688609
1,09054
-52,3742982
0,0649131
-108,583844
1,15743
-55,3810462
0,06889464
-99,1833348
1,22432
-50,5865022
0,07287619
GRAFICA DE CARGA vs ALARGAMIENTO:
GRAFICA DE ESFUERZO vs DEFORMACION:
Esfuerzo vs Deformacion 1600 1400 1200 σ o z r e u f s E
1000 800 esfuerzo
600 400 200 0 -200
0
0,2
0,4
0,6
0,8
Deformacion Є
1
1,2
1,4
BRONCE. kgf
deformación (cm)
esfuerzo
deformacion calculada
14,7380859
0,02473
7,5168698
0,00883214
107,62786
0,09104
54,8934654
0,03251429
301,533271
0,15834
153,791093
0,05655
681,058899
0,22629
347,360648
0,08081786
1278,38977
0,29428
652,017467
0,1051
1918,50056
0,36083
978,493341
0,12886786
2432,42167
0,42749
1240,60866
0,152675
2626,80513
0,49409
1339,75011
0,17646071
2707,58582
0,56067
1380,9507
0,20023929
2766,69734
0,62723
1411,09937
0,22401071
2821,74621
0,69382
1439,17596
0,24779286
2871,77609
0,76039
1464,69271
0,27156786
2915,83089
0,82703
1487,16199
0,29536786
2958,13321
0,89388
1508,73745
0,31924286
2996,532
0,96077
1528,322
0,34313214
3033,09831
1,02763
1546,97192
0,36701071
3066,63749
1,09455
1564,07792
0,39091071
3099,37986
1,1614
1580,77752
0,41478571
3132,67997
1,22833
1597,76158
0,43868929
3157,77462
1,29518
1610,56062
0,46256429
3191,23406
1,36207
1627,62594
0,48645357
3208,36208
1,42898
1636,36175
0,51035
3230,27012
1,49582
1647,53552
0,53422143
1636,6446
1,56386
834,738272
0,55852143
-6,77155298
1,62613
-3,45369694
0,58076071
-6,37322633
1,69249
-3,25053829
0,60446071
-9,5598395
1,73392
-4,87580744
0,61925714
GRAFICA DE ESFUERZ0 vs DEFORMACION:
Esfuerzo vs Deformacion 1800 1600 1400 1200
σ o z r e u f s E
1000 800
esfuerzo
600 400 200 0 -200
0
0,5
1 Deformacion Є
GRAFICA DE CARGA vs ALARGAMIENTO:
1,5
2
5.2. DATOS OBTENIDOS DURANTE LA COMPRESION
ACERO CARGA KN
ALARGAMIENTO mm
ESFUERZO CALCULADO Pa
DEFORMACION CALCULADA mm
0,00234375
0,0177 0,1385
11953,83425 18289366,41
0,00061246 0,00479239
30,324221 50,170314
0,2955 0,4287 0,5623
78652253,7 154662703,7 255883783,7
0,01022491 0,01483391 0,01945675
72,614064
0,6963
370353700,5
0,02409343
93,6773475 109,237505
0,8308 0,9658
477782820,4 557144332,4
0,0287474 0,03341869
118,536725
1,1003
604573168,5
0,03807266
125,08438 130,686735 135,476575
1,2344 1,3684 1,5023
637968190,4 666541896,2 690971529,7
0,0427128 0,04734948 0,0519827
139,72423
1,636
712635855,6
0,056609
143,35236 149,44063
1,77 1,9038 2,0376
731140416,5 747959455 762192435,9
0,06124567 0,06587543 0,07050519
152,003915
2,1707
775265965,1
0,07511073
154,228145
2,3039 2,4367
786610211,2 797257016,4
0,07971972 0,08431488
159,95783 161,544535
2,5698 2,7028 2,8357
806636778,9 815833338,6 823926014,3
0,08892042 0,09352249 0,09812111
163,11642
2,9686
831943103,4
0,10271972
164,572665
3,1014 3,2342
839370393,6 846618459,2
0,10731488 0,11191003
3,3674 3,5001 3,633 3,766
853643335,5 860472921,2 867139195,2 873817378,4
0,11651903 0,12111073 0,12570934 0,13031142
173,877355
3,8987 4,0317
880240572 886827128,3
0,13490311 0,13950519
175,15314
4,1656
893334017,9
0,14413841
176,43282 177,732055 179,019545
4,2998 4,4342 4,5686
899860773,2 906487264,8 913053853,4
0,14878201 0,15343253 0,15808304
180,34221
4,7032
919799845,2
0,16274048
181,64689
4,8375 4,972
926454108 933263802,6
0,16738754 0,17204152
5,1065 5,2409
939989826,6 946879213,4
0,1766955 0,18134602
5,3755 5,5096
953772629,4 961012662
0,18600346 0,1906436
192,58908
5,6442 5,7785 5,913
967882106,6 975138052,1 982262588,3
0,19530104 0,1999481 0,20460208
194,03438
6,0475
989634055,7
0,20925606
195,495325 196,91876
6,1818 6,3163
997085317,3 1004345267
0,21390311 0,21855709
198,43205
6,4507
1012063503
0,22320761
199,882045
6,585
1019458917
0,22785467
3,5859375 15,4210955
146,650015
156,31563 158,15469
165,99377 167,371115 168,71017 170,017205 171,326575 172,58595
182,982045 184,300795 185,651575 187,003145 188,422675 189,769545 191,192195
6,7194 6,8538
1027320549 1034791701
0,23250519 0,23715571
205,92891
6,988 7,1225
1042776914 1050299758
0,24179931 0,24645329
207,516425 209,061725
7,2569 7,3911
1058396565 1066278063
0,25110381 0,2557474
210,655475 212,22423
7,5256 7,66
1074406670 1082407795
0,26040138 0,2650519
213,841415
7,7944
1090655928
0,26970242
215,427355 217,071115 218,657055
7,9287 8,0631 8,1971
1098744702 1107128375 1115217149
0,27434948 0,279 0,28363668
220,250005
8,3283
1123341676
0,28817647
221,875005
8,4599 8,591
1131629668 1140021324
0,2927301 0,29726644
8,7222 8,8536 8,9848 9,116
1148373044 1156688934 1165204042 1173723103
0,30180623 0,30635294 0,31089273 0,31543253
233,51485
9,2473 9,3783
1182361817 1190996400
0,31997578 0,32450865
235,23126 236,92892
9,5098 9,6411
1199750610 1208409190
0,32905882 0,33360208
238,66876
9,7722 9,8905
1217282901 1225193387
0,33813841 0,34223183
201,42345 202,888295 204,45393
223,52033 225,157825 226,788295 228,457825 230,12813 231,821895
240,2197438
GRAFICA DE CARGA vs ALARGAMIENTO:
GRAFICA DE ESFUERZO vs DEFORMACION:
Esfuerzo vs Deformacion 1,4E+09 1,2E+09 1E+09 σ o z r e u f s E
800000000 600000000
Series1
400000000 200000000 0 0
20
40
60
80
100
Deformacion Є
Regresion lineal 8000 7000 6000 5000 4000
Recta Pendiente
3000 2000 1000 0 0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
ALUMINIO kgf
deformacion (cm)
esfuerzo
deformacion calculada
5,01891574
0,00211
2,55979891
0,0007226
333,638398
0,01479
170,16568
0,00506507
1265,96192
0,0304
645,678891
0,01041096
2459,58758
0,0438
1254,46409
0,015
3892,12958
0,05721
1985,10387
0,01959247
5101,2102
0,07078
2601,77157
0,02423973
5558,25027
0,08425
2834,87584
0,02885274
5734,86823
0,0976
2924,95634
0,03342466
5869,98068
0,11093
2993,86778
0,03798973
5996,32989
0,12433
3058,3097
0,04257877
6112,8007
0,13767
3117,71334
0,04714726
6227,35944
0,15107
3176,14177
0,0517363
6336,73987
0,16441
3231,92909
0,05630479
6440,54381
0,17779
3284,87225
0,06088699
6541,55945
0,19113
3336,39328
0,06545548
6636,04238
0,20451
3384,58243
0,07003767
6728,93226
0,2178
3431,95908
0,07458904
6817,04216
0,23109
3476,8978
0,07914041
6903,63835
0,24435
3521,06447
0,08368151
6981,94939
0,25767
3561,00547
0,08824315
7055,63974
0,27093
3598,58978
0,09278425
7127,25885
0,28423
3635,11769
0,09733904
7196,01005
0,2975
3670,18289
0,10188356
7260,06098
0,31078
3702,8508
0,10643151
7326,42227
0,32407
3736,69707
0,11098288
7388,64092
0,33735
3768,43046
0,11553082
7449,18657
0,35064
3799,31058
0,12008219
7507,4219
0,36392
3829,01236
0,12463014
7564,38264
0,3772
3858,06406
0,12917808
7624,05194
0,39048
3888,49721
0,13372603
7677,10916
0,40376
3915,55799
0,13827397
7737,17671
0,41716
3946,19426
0,14286301
7793,18146
0,43059
3974,75838
0,14746233
7847,51317
0,44403
4002,46919
0,15206507
7902,16363
0,45747
4030,34258
0,15666781
7956,97338
0,47091
4058,29721
0,16127055
8011,94251
0,48435
4086,33313
0,16587329
8068,34546
0,49778
4115,10034
0,1704726
8124,27057
0,51123
4143,62384
0,17507877
8179,15996
0,52467
4171,61909
0,17968151
8235,00533
0,53811
4200,10192
0,18428425
8292,36431
0,55155
4229,35674
0,18888699
8348,68768
0,56498
4258,08336
0,1934863
8404,1348
0,57843
4286,36307
0,19809247
8461,97193
0,59186
4315,86175
0,20269178
8518,37488
0,60531
4344,62897
0,20729795
8575,41525
0,61874
4373,72128
0,21189726
8632,77434
0,63218
4402,97616
0,2165
8693,6386
0,64563
4434,01877
0,22110616
8751,23661
0,65907
4463,3955
0,2257089
8810,98566
0,67251
4493,86932
0,23031164
8870,49563
0,68595
4524,22121
0,23491438
8930,96159
0,69938
4555,06068
0,2395137
8991,42755
0,71283
4585,90015
0,24411986
9053,2479
0,72626
4617,43039
0,24871918
9117,21918
0,73969
4650,05768
0,25331849
9175,5342
0,75316
4679,80011
0,25793151
9236,87651
0,7666
4711,08654
0,26253425
9299,33418
0,78001
4742,94184
0,26712671
9365,61578
0,79347
4776,74747
0,2717363
9427,35628
0,8069
4808,23699
0,27633562
9492,7616
0,82027
4841,59568
0,28091438
9554,34287
0,83341
4873,00399
0,28541438
9618,55318
0,84654
4905,75319
0,28991096
9683,87864
0,85969
4939,07116
0,29441438
9753,10794
0,8728
4974,38019
0,29890411
9814,8485
0,88595
5005,86974
0,30340753
9884,47589
0,89906
5041,38182
0,30789726
9951,15585
0,9122
5075,39062
0,31239726
10016,8797
0,92532
5108,91178
0,31689041
10085,6309
0,93844
5143,97695
0,32138356
10157,011
0,95157
5180,38298
0,32588014
10223,8514
0,9647
5214,47361
0,33037671
10293,1603
0,97783
5249,82322
0,33487329
10365,5749
0,99098
5286,75687
0,33937671
10419,2716
1,0008
5314,14383
0,34273973
GRAFICA DE ESFUERZO vs DEFORMACION:
Esfuerzo vs Deformacion 6000 5000 σ4000 o z r e u f s E
3000 esfuerzo
2000 1000 0 0
0,2
0,4
0,6 Deformacion Є
GRAFICA DE CARGA vs ALARGAMIENTO:
0,8
1
1,2
BRONCE Kgf
deformacion (cm)
esfuerzo
deformacion calculada
18,0043644
0,00194
9,18277068
0,00069286
515,036378
0,01476
262,684139
0,00527143
1696,1548
0,03014
865,090278
0,01076429
3055,4045
0,04342
1558,34875
0,01550714
4618,59779
0,05683
2355,62464
0,02029643
5966,45547
0,07035
3043,07284
0,025125
6652,37405
0,08383
3392,91208
0,02993929
6988,32272
0,0972
3564,25606
0,03471429
7239,10912
0,11059
3692,16472
0,03949643
7446,71687
0,12395
3798,05095
0,04426786
7626,60118
0,13733
3889,7974
0,04904643
7794,29668
0,1507
3975,32717
0,05382143
7947,33375
0,16406
4053,38071
0,05859286
8097,34369
0,17742
4129,89032
0,06336429
8238,1122
0,1908
4201,68652
0,06814286
8375,93332
0,20413
4271,97946
0,07290357
8512,71867
0,21744
4341,74413
0,07765714
8646,71565
0,23073
4410,08664
0,08240357
8781,03149
0,24402
4478,59179
0,08715
8912,71836
0,25731
4545,75608
0,09189643
9043,92703
0,2706
4612,67647
0,09664286
9174,10023
0,28387
4679,06874
0,10138214
9306,50411
0,29716
4746,59872
0,10612857
9439,62474
0,31046
4814,49428
0,11087857
9571,78945
0,32373
4881,90228
0,11561786
9706,66298
0,33701
4950,69186
0,12036071
9840,02274
0,3503
5018,70937
0,12510714
9975,61308
0,3636
5087,86455
0,12985714
10113,9918
0,37687
5158,4419
0,13459643
10249,504
0,39015
5227,55718
0,13933929
10388,5996
0,40347
5298,50016
0,14409643
10527,9331
0,41683
5369,56446
0,14886786
10671,5698
0,43027
5442,82354
0,15366786
10816,0039
0,44371
5516,48932
0,15846786
10962,349
0,45716
5591,12974
0,16327143
11110,7646
0,47059
5666,82619
0,16806786
11259,7385
0,48403
5742,80739
0,17286786
11411,2633
0,49749
5820,08959
0,177675
11561,3522
0,51092
5896,63951
0,18247143
11714,3902
0,52438
5974,69351
0,18727857
11869,6573
0,5378
6053,88443
0,19207143
12025,8814
0,55124
6133,56344
0,19687143
12186,2486
0,56469
6215,35557
0,201675
12347,1705
0,57813
6297,43062
0,206475
12509,13
0,59157
6380,03486
0,211275
12669,4177
0,60501
6461,78642
0,216075
12837,1141
0,61844
6547,31666
0,22087143
13000,4278
0,6319
6630,61158
0,22567857
13167,2462
0,64534
6715,69403
0,23047857
13339,2438
0,65878
6803,41799
0,23527857
13509,8081
0,6722
6890,41098
0,24007143
13686,8232
0,68565
6980,69403
0,244875
13859,9364
0,6991
7068,98697
0,24967857
14038,944
0,71254
7160,28627
0,25447857
14216,5189
0,72598
7250,85485
0,25927857
14393,3749
0,73944
7341,05677
0,26408571
14572,9408
0,75285
7432,64081
0,268875
14758,6408
0,7663
7527,35344
0,27367857
14942,3478
0,77976
7621,04955
0,27848571
15130,359
0,79319
7716,94095
0,28328214
15318,1306
0,80664
7812,71013
0,28808571
15505,5029
0,82004
7908,2757
0,29287143
15693,0358
0,83319
8003,92318
0,29756786
15879,133
0,84634
8098,83838
0,30226429
16068,9767
0,85947
8195,66437
0,30695357
16255,7917
0,87259
8290,94571
0,31163929
16447,4663
0,88573
8388,70552
0,31633214
16636,1132
0,89887
8484,92119
0,321025
16823,8048
0,91202
8580,64954
0,32572143
17011,2587
0,92516
8676,25672
0,33041429
17194,647
0,93829
8769,79031
0,33510357
17372,461
0,95143
8860,48084
0,33979643
17548,123
0,96456
8950,07374
0,34448571
17713,9054
0,97771
9034,62778
0,34918214
17871,4041
0,99084
9114,95691
0,35387143
18013,1304
1,004
9187,2416
0,35857143
18135,0966
1,01712
9249,44806
0,36325714
18216,992
1,03028
9291,21721
0,36795714
18282,3971
1,04342
9324,5758
0,37265
18319,9212
1,05658
9343,71419
0,37735
18267,419
1,06976
9316,93651
0,38205714
18071,683
1,08306
9217,1052
0,38680714
17127,5675
1,09898
8735,57774
0,39249286
GRAFICA DE ESFUERZ0 vs DEFORMACION:
Esfuerzo 10000 σ o z r e u f s E
8000 6000 4000
esfuerzo
2000 0 0
0,2
0,4
0,6 Deformacion Є
0,8
1
1,2
GRAFICA CARGA VS ALARGAMIENTO
6. RESULTADOS
6.1 Tracción:
Datos obtenidos con el programa: Probeta
PSF carga kN
M. elástico N/mm2
PIF carga kN
Max carga kN
Energía rotura carga J
Acero Aluminio Bronce
32,9844 -------
30042,5 18514,2 20578,5
31,4688 -------
42,2656 29,0469 32,0525
881,991 203,259 370,126
Análisis de datos: Probeta Acero Aluminio Bronce
σ rotura
σ fluencia
E
ϵfluencia
ϵ máx.
ϵ rotura
955212669
673402286
724473346
41,51E 9
0,02426071
0,10765238
0,15064683
1505,7714kgf/cm^(2)
-50,586502
1341,82231
3722,11459
0,02145833
0,04524405
0,07287619
1647,53552
-4,8758074
1339,75011
8125,81406
0,17646071
0,53422143
0,61925714
σ
máx.
6.2 Compresión: Datos obtenidos con el programa:
Probeta
Max carga kN
Max desplazamiento mm
Max esfuerzo MPa
Acero Aluminio Bronce
240,891 102,359
9,94 10,038
1228,62 522,064
179,734
10,582
916,7
Acero:
Longitud final = 18,96 mm y = 775265965,1 Pa ϵ Fluencia = 0,07511073 mm E = 15,87 E 9 Pa
Aluminio:
Longitud final = 18.82 mm y = 2601,7715 Kg-f/cm2 ϵ Fluencia = 0,07078 cm E = 36758,5688 Kg-f/cm2
Bronce :
Longitud final = 17,52 mm y = 3692,16472 Kg-f/cm2 ϵ Fluencia = 0,11059 cm E = 33386,06312 Kg-f/cm2
7. CONCLUSIONES
Se pudo ver que el corte cizallante de la probeta de acero con respecto a la del aluminio fue más uniforme debido a la estructura cristalina del hierro y carbono.
Para tener en cuenta al momento del análisis de los datos era necesario tomar la recta, porque desde los datos iniciales hay una acomodación de la probeta de acuerdo a los agarres de la máquina.
El aluminio y el bronce obtuvieron mayor deformación que el acero a menores cargas, como también sufrieron un mayor alargamiento antes de producirse la rotura. Esto a causa de que estos presentan mayor ductilidad que el acero.
El acero por tener un módulo de rigidez más alto que el del aluminio, opone mayor resistencia a la deformación.
En las gráficas de tensión es fácil visualizar las deferentes zonas de esfuerzos y deformaciones, y así hacer una aproximación con los promedios obtenidos al analizar los datos.
Si la carga en el momento de la ruptura se divide entre el área medida, después de la fractura se tiene el valor real del esfuerzo en el punto de ruptura, pero aunque es bastante mayor que el esfuerzo último, se sigue tomando este, en la mayoría de los casos, como esfuerzo máximo del material.
La deformación máxima aparece cuando el alargamiento es máximo y cuando ya se ha roto la probeta.
Se pudo notar que al finalizar la prueba de tracción del acero 1045 el sonido de la rotura del material fue más fuerte que el del aluminio.
En la prueba de compresión es posible observar cómo se deformaba la probeta, también es posible ver la diferencia de las gráficas en los dos ensayos para cada probeta.
