UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Me!nia SANTIAGO
TITULO DE LA E"#ERIENCIA __________________________________ _________________________________
Determinación de la resistencia a la tracción
EXPERIENCIA N° _ 208 _ Grupo N°_ 0 _ !ec"a de la E#p$ E#p$ _ %unes 0& de A'ril 20() _ !ec"a de Entre*a Entre*a %unes ( de A'ril 20()
N+,-RE A.IGNA/RA__ /ópico II Pol1meros material materiales es compuestos ________________C+DI ________________C+DIG+__ G+__ ()03 __ CARRERA____ In*enier1a de e4ecución en mec5nica __________,odalidad 6 Diurna o 7espertina_____ Diurna _____________ N+,-RE DE% A%,N+______ ,orales _____________ %ineros ____________ ,arcelo Este'an __________ A p e l l i d o Pa t e r n o
Apellido ,aterno
Nom're
________________________ !irma del alumno !ec"a de Recepción
Notaa de Int Not Interr erro*a o*ació ciónn __ _____ ______ _____ _____ ______ ___
Nom're Nom 're de dell Pro Pro9es 9esor or __ _____ _____ ____ -er -erna nardo rdo Ga Garat ratee __ _____ _____ _____ ______ ___
Nota de Participación ________________ Nota de In9orme ____________________ Nota !inal __________________ ______ ________________
_________________________________
!irma del Pro9esor
SE RECOMIENDA AL ESTUDIANTE ME$ORAR EN SU INFORME LA MATERIA MARCADA CON UNA " %%%%%%%% Presentación %%%%%%%% Caracter1sticas /;cnicas ________ Descripción del ,;todo ,;todo se*uido
________ C5lculos: resultados: *r59icos %%%%%%%% %%%%%%% % Discusión: conclusiones _______ Ap;ndice
O&SERVACIONES
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
Determinación de la resistencia a la tracción Polímeros materiales com!"estos Marcelo Esteban Morales Lineros Profesor: Bernardo Garate Departamento de ingeniería mecánica
#
$ndice #
Res"men%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&
'
O()eti*os%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%& '%#
O()eti*o +eneral%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&
'%'
O()eti*os es!ecí,cos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&
&
-etodolo+ía%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&
.
Características t/cnicas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%0
0
Presentación de datos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%0
1
Res"ltados%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1
2
Concl"siones%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1
3
A!/ndice%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%3 3%#
Teoría%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%3
3%'
Valores calc"lados%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%4
# Res"men Esta e5!eriencia consistió en "n ensao de tracción a tres ti!os de !olímeros6 siendo estos !oliamidas6 !oli!ro!ilenos !olietileno% Se reali7ó "n !rimer ensao a "na *elocidad de '
de8ormación (a)a otro a *elocidad alta% Donde se o(t"*ieron res"ltados como la +ran tenacidad de estos !olímeros !ero 9"e a la *elocidad de de8ormación alta6 materiales como el !oli!ro!ileno se 8ract"raron r:!idamente% Adem:s se !"do o(ser*ar la !ro!a+ación de la estricción en estos materiales la c"al no oc"rre en materiales como el acero6 donde se 8ract"ra de manera casi inmediata en el l"+ar de la estricción%
' O()eti*os '%# O()eti*o +eneral Conocer los !olímeros materiales com!"estos como materiales de in+eniería6 s" a!licación ind"strial !ara la 8a(ricación de !ie7as6 com!onentes6 !rod"ctos de "so +eneral%
'%' O()eti*os es!ecí,cos •
• •
• •
Reali7ar "n ensao !ara determinar la resistencia a la tracción de materiales !l:sticos% O(tener el dia+rama 8"er7a;elon+ación de cada ensao% Determinar con el dia+rama6 8"er7a;elon+ación el mód"lo de elasticidad de cada material% Determinar la tenacidad de cada material% Determinar otros *alores característicos como límite el:stico6 tensión m:5ima de r"!t"ra6 !orcenta)e de estiramiento total 6 si !rocede6 estricción%
& -etodolo+ía En esta e5!eriencia se comen7ó con 1 !ro(etas !ara reali7ar el ensao6 las c"ales eran de & di8erentes materiales6 siendo estos Ro(alón6 Tec
meros en al+"na de s"s (ases6 !osteriormente se le a=aden marcas en s" !arte cilíndrica como m"estra la il"stración # las c"ales ser:n "tili7adas !ara medir la lon+it"d%
&
Ilustración 1 !orma de la probeta" en color gris se muestran las marcas #ec#as con lápi$ de punta %na
A contin"ación "sando "n !ie de metro6 se midieron los di:metros de la sección cilíndrica en la c"al se enc"entran las marcas
. Características t/cnicas •
-:9"ina "ni*ersal de ensaos -arca Losen
.
Ca!acidad #@ tonelada 8"er7a Escala "tili7ada @;#@@@ +8 Resol"ción 0 +8
o o o
•
Pie de metro -arca -it"too Ori+en a!ón Ran+o @;&@@ mm Resol"ción @6@0 mm o o o o
•
H"inc
0 Presentación de datos &umeración de cada probeta ' la (elocidad de deformación a la cual fue sometida Material )obalón *ec#n'l Polipropileno
Ensayo a velocidad relativa baja, 50 [mm/min]
Ensayo a velocidad relativa alta, 200 [mm/min]
# ' &
0 1 .
*abla 1 &umeración de las probetas seg+n material ' a la (elocidad de deformación ,ue fue sometida
&-
L. /mm0
. /mm0
1 4 5 6 7 8
.362@ .36&0 .262@ .261@ .46.@ .361@
#@6@@ #@6&0 #@6#0 #@6#@ #@6@@ #@6'@
P má2 /3gf0 ''0 1#0M '30 @ '.0 0#@
Lf /mm0
f /mm0
&0@ #0464@ &.@ .46#0 2261@ #136&@
.630 0620 .610 362@ &6@0 0600
*abla 4 Datos obtenidos en la e2periencia 9este (alor obtenido corresponde a la carga P alcan$ada en la ruptura
1 Res"ltados
Esfuer$o de proporcionalidad /
)obalón 1;
*ec#n'l 4;
Polipropilen o 5;
'6&&
.6&0
'612
'631
0630
&60'
#60'
26
'6@0
0
Esfuer$o de ruptura real /oung /
16.3
'&613
4624
##63# .@234
'06@' 4#&41
#'62. 0.12'
*abla 5 )esultados de esfuer$os ' tenacidad para probetas sometidas a (elocidad ba?a &+mero de cada probeta de a,uí en adelante;
)obalón 7; Esfuer$o de proporcionalidad /oung /
'641
*ec#n'l 8; 06.0
Polipropilen o 6; &6&'
&6#' #6..
16'. 16#3
&632 &60&
#06.2
'@634
.620
#.61. 133#
'46.. 3#&&1
#163# .'#0
*abla 6 )esultados de esfuer$os ' tenacidad para probetas sometidas a (elocidad alta
2 Concl"siones Haciendo "na o(ser*ación de los res"ltados o(tenidos6 se distin+"e 9"e el Tecmero ' ?Tec
σ Ec .1 E
=
1
Adem:s el mód"lo de o"n+ se !"ede a!reciar como la !endiente del +r:,co tensión de8ormación% En la e5!eriencia se o(t"*o el +r:,co car+a elon+ación6 donde la !endiente *iene dada !or el !rod"cto entre el mód"lo de o"n+ el :rea inicial6 di*ido !or la lon+it"d inicial6 como lo m"estra la ec"ación '6 esto se con,rma +r:,camente donde los materiales como el Tec
E A 0 L0
ʆ Ec .2
En relación a la tenacidad6 como !rimer
3 A!/ndice 3%# Teoría Es8"er7os El es8"er7o es la relación entre la car+a a!licada ?P el :rea ?A de la sección trans*ersal a la car+a a!licada% P A
σ
=
El es8"er7o de !ro!orcionalidad inicial A@% σ pp
=
con el :rea
P pp A 0
El es8"er7o m:5imo σ máx
!! relaciona la car+a de !ro!orcionalidad P!!
=
m:5 es la relación entre la car+a m:5ima Pm:5
con el :rea inicial%
Pmáx A 0
El es8"er7o de r"!t"ra r"! es la car+a de r"!t"ra Pr"! so(re el :rea inicial !or >ltimo el es8"er7o de r"!t"ra real rr es la car+a de r"!t"ra di*idida el :rea ,nal red"cida A r 6 esto se de(e a la estricción% σ rup
=
Prup A 0
σ rup
P rup
=
A f
De8ormación Est: de,nida como la di8erencia entre la lon+it"d ,nal de la !ro(eta la lon+it"d inicial% Lf L0 ʆ −
=
De8ormación "nitaria Es la relación entre la de8ormación la lon+it"d inicial% L f L0 −
L0
ʆ L0
=
ε
=
-ód"lo de o"n+ 3
Este !ar:metro descri(e el com!ortamiento de "n material en s" 7ona el:stica% S" *alor *iene de,nido !or E
=
E
=
σ ε L0 P pp A0 ʆ pp
3%' Valores calc"lados &-
@.
@f
1 4 5 6 7 8
2360. 3.6#& 3@64# 3@6#' 2360. 3#62#
#36.2 '0642 #1643 046.0 26 '.6#4
P má2 /
P rup /
P pp /
*abla 7 Aalores calculados" 9 en carga má2ima solo se rempla$ó el (alor 4 debido a ,ue el (alor má2imo fue medido para la ruptura
rea cuadrado
88"6C /
4