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1. LABORATORIO N 1:
ENSAYO DE
TRACCIÒN
PROFESOR A CARGO: Ing. Luis Alberto Sampen Alquizar
Universidad
Nacional de
Ingeniera – Facultad
de Ingeniería
Mecánica
Integrantes:
David Reátegui, Eddy Juan Carlos 20102624H
Huamán Ormeño, Carlos Alfredo 20101117E
López Cáceres. Jorge Roberto 20102504B
Virrueta Montalvo, Andree Christian 20104523D
Sección:
B

2. 1. OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO:
1.2.1 Describir de manera general el ensayo de tracción
1.2.2 Familiarizar al estudiante con equipos y muestras usados en el ensayo de tracción
1.2.3 Establecer los parámetros de la curva esfuerzo-deformación
1.2.4 Definir tasa de deformación
1.2.5 Describir y estudiar el ensayo de tracción automatizado
1.2.6 Realizar ensayos de tracción en el laboratorio a diferentes metales y aleaciones
1.2.7 Familiarizar al estudiante con la interpretación de los datos del ensayo de tracción
2. FUNDAMENTO TEÓRICO:
2.1 Tracción
Un cuerpo se encuentra sometido a tracción simple
cuando sobre sus secciones transversales se le
aplican cargas normales uniformemente repartidas y
de modo de tender a producir su alargamiento.
Por las condiciones de ensayo, el de tracción estática
es el que mejor determina las propiedades mecánicas
de los metales, o sea aquella que definen sus
características de resistencia y deformabilidad.
Permite obtener, bajo un estado simple de tensión, el
límite de elasticidad o el que lo reemplace
prácticamente, la carga máxima y la consiguiente
resistencia estática, en base a cuyos valores se fijan
los de las tensiones admisibles o de proyecto y
mediante el empleo de medios empíricos se puede
conocer, el comportamiento del material sometidos a
otro tipo de solicitaciones (fatiga, dureza, etc.).
Cuando la probeta se encuentra bajo un esfuerzo estático de tracción simple a medida que
aumenta la carga, se estudia esta en relación con las deformaciones que produce.
Estos gráficos, permiten deducir sus puntos y zonas características revisten gran importancia,
dicho gráfico se obtiene directamente de la máquina.
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3. Un caso típico es el diagrama que nos presenta el gráfico de un acero dúctil indicado en la figura,
en donde el eje de las ordenadas corresponde a las cargas y el de la abscisas al de las
deformaciones longitudinales o alargamientos en milímetros.
a) Periodo elástico
Se observa en el diagrama que el comienzo, desde el punto O hasta el A, está representado por
una recta que nos pone de manifiesto la proporcionalidad entre los alargamientos y las cargas que
lo producen (Ley de Hooke). Dentro de este periodo y proporcionalmente hasta el punto A, los
aceros presentan la particularidad de que la barra retoma su longitud inicial al cesar la aplicación
de la carga, por lo que recibe indistintamente el nombre de periodo de proporcionalidad o
elástico.
b) Zona de alargamiento seudoelástico
Para el límite proporcional se presentan un pequeño tramo ligeramente curvo AB, que puede
confundirse prácticamente con la recta inicial, en el que los alargamientos elásticos se les suma
una muy pequeña deformación que presenta registro no lineal en el diagrama de ensayo. La
deformación experimentada desde el límite proporcional al B no solo alcanza a valores muy largos,
si no que fundamentalmente es recuperable en el tiempo, por lo que a este punto del diagrama se
lo denomina limite elástico oaparente o superior de fluencia.
c) Zona de fluencia o escurrimiento
El punto B marca el inicio de oscilaciones o pequeños avances y retrocesos de la carga con
relativa importante deformación permanente del material. Las oscilaciones en este periodo denotan
que la fluencia no se produce simultánea mente en todo el material, por lo que las cargas se
incrementan en forma alternada, fenómeno que se repite hasta el escurrimiento es total y nos
permite distinguir los “límites superiores de fluencia”. El límite elástico aparente puede alcanzar
valores de hasta el 10 al 15 % mayor que el límite final de fluencia.
d) Zona de alargamiento homogéneo en toda la probeta.
Más allá del punto final de fluencia C, las cargas vuelven a incrementarse y los alargamientos se
hacen más notables, es decir que ingresa en el período de las grandes deformaciones, las que son
uniformes en todas las probetas hasta llegar a D, por disminuir, en igual valor en toda la longitud
del material, la dimensión lineal transversal. El final de período de alargamiento homogéneo queda
determinado por la carga máxima, a partir de la cual la deformación se localiza en una determinada
zona de la probeta, provocando un estrechamiento de las secciones que la llevan a la rotura, al
período DE se lo denomina de estricción. En la zona plástica se produce, por efecto de la
deformación, un proceso de endurecimiento, conocido con el nombre de “acritud “, que hace que al
alcanzar el esfuerzo la resistencia del metal, éste al deformarse adquiere más capacidad de carga,
lo que se manifiesta en el gráfico hasta el punto D.
e) Zona de estricción
En el período de estricción, la acritud, si bien subsiste, no puede compensar la rápida disminución
de algunas secciones transversales, produciéndose un descenso de la carga hasta la fractura.
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4. 2.1.1 Propiedades más importantes que se pueden medir en la curva tensión
deformación:
 Modulo elástico o módulo de Young (E).
El tramo inicial de la curva, que generalmente es recto, da información del comportamiento elástico
del material, es decir sobre la relación entre esfuerzos y deformaciones cuando estas son
recuperables. La pendiente del tramo inicial de la curva es una medida de rigidez del material. De
dos piezas con la misma geometría, sometidas a la misma solicitación mecánica y fabricadas con
diferentes materiales que trabajen dentro del campo elástico, aquella con mayor modulo será la
que presente menores deformaciones.
 El límite elástico.
Es la tensión mínima que hay que aplicar para que aparezcan deformaciones permanentes en el
material. Se define el límite elástico convencional, como el esfuerzo necesario para provocar una
deformación plástica predefinida. Esta propiedad juega un papel de gran importancia en el
proyecto mecánico, porque en la gran mayoría de las ocasiones, las piezas se calculan para que
no sufran deformaciones permanentes en servicio y, en consecuencia, se debe garantizar que las
tensiones que actúan cuando la pieza trabaja no superan el límite elástico.
 La resistencia a la tracción (RM).
Coincide con el valor máximo del esfuerzo y es la tensión que hay que aplic ar para que se
produzca la rotura de la probeta en las condiciones del ensayo. Mientras la tensión aplicada es
menor a RM, la deformación es uniforme, pero al alcanzar esta tensión comienza a desarrollarse
un cuello en la probeta. La reducción localizada de sección hace que la tensión que actúa en esa
sección crezca localmente lo que provoca un nuevo aumento del alargamiento en la zona del
cuello con la consiguiente caída de la tensión nominal. Este proceso continua hasta que la sección
no es capaz de seguir deformándose y se produce la fractura. La carga de rotura es una propiedad
que también se puede utilizar para el cálculo de piezas que trabajan sometidas a esfuerzos
aunque, en la actualidad, se tiende a emplear preferentemente el límite elástico.
 El alargamiento a la rotura
Es la extensión que presenta la probeta tras el fallo. Esta propiedad es una medida indirecta de la
ductilidad del material. Un alargamiento a la rotura elevado es una propiedad deseable porque los
materiales con esta propiedad admiten deformaciones plásticas importantes, cuya observación, en
muchas ocasiones, permite adoptar medidas correctoras con anterioridad a la fractura. Además, el
alargamiento a la rotura es también un indicador de la capacidad del material para ser conformado
por deformación a la temperatura de ensayo.
 La estricción
Es la relación entre las áreas de las secciones rectas de rotura e inicial. La estricción está
relacionada con el alargamiento a la rotura de modo que cuando este crece, aquella aumenta
3. EQUIPOS E INSTRUMENTOS UTILIZADOS:
 Máquina Amsler Utilizada en el ensayo de tracción
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5. Las máquinas empleadas para la realización de ensayos de tracción de barras son del tipo
denominado “universal” por adaptarse a experiencias de compresión, flexión, corte e
inclusive torsión en algunos de sus modelos.
La máquina Amsler, de accionamiento hidráulico, está constituido por los siguientes
conjuntos principales:
 Bomba de aceite con inyección regulada
 Prensa hidráulica
 Dinamómetro registrador de cargas y diagrama.
La variante fundamental entre una máquina universal de ensayo y una prensa hidráulica
radica en dispositivo para registrar las cargas aplicadas y las deformaciones del material.
4. PROCEDIMIENTO:
 TRACCIÓN
Para el ensayo de tracción se toma muestra de los materiales a estudiares en probetas que
previamente se calcula sus dimensiones: la longitud de la sección reducida (distancia entre dos
putos o marcas que mide aproximadamente dos pulgadas) y la medida del diámetro dela sección
transversal. Tomando los materiales previamente medidos, pasamos a utilizar la máquina de
ensayos de tracción, en la maquina se coloca el papel milimetrado con el lápiz en un punto fijo
ajustando el lápiz (bien tajado) y el papel. Proseguimos con la colocación de la primera probeta y
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6. que la aguja indicadora en cero (tanto la negra como la roja) con la maquina adaptada para que
produzca tenciones superiores a los que resiste dicho material. Con todos estos pasos ya podemos
iniciar el experimento, cuando la maquina este trabajado observamos con cuidado la sección
reducida de la probeta y la magnitud de la tensión ejercida, en la probeta se observa que mediante
la fuerza sube y llegue al esfuerzo máximo se va formando un cuello en cualquier parte de la
sección, esto indica que está ocurriendo la reducción de área transversal que se conoce como
estricción. Posteriormente se nota que bien definido el cuello y en pocos segundos se observa la
fractura, produce un ruido fuerte por la gran magnitud de fuerza trabajada que alcanza estirar a los
materiales. Y concluimos con la gráfica obtenida en el papel milimetrado que está definido por
deformación vs fuerza. Con estos datos podemos calcular la fuerza de influenza para conocer el su
límite elástico para trabajos de diseño en la ingeniería. Después se retira la probeta para poder
medir la dimensiones nuevas que se obtienen partir de la deformación permanente, juntado la dos
partes en la rotura.
5. LOS CÁLCULOS REALIZADOS:
 Ensayo de tracción
Datos Iniciales:
Distancia
Inicial (Io)
Diámetro
Inicial
(Do)
Distancia
Final (If )
Diámetro
Final (Df )
Fm
Aluminio 31.2 mm 6.25 mm 35.20
mm
4.25 mm 700 Kgf
Cobre 31.2 mm 6.25 mm 34.45
mm
4.75 mm 1130 Kgf
Cobre – Zinc 31.2 mm 6.25 mm 41.55
mm
4.55 mm 1350 Kgf
Acero de
construcción
30.5 mm 6.10 mm 35.75
mm
5.15 mm 2510 Kgf
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7. Cálculos realizados:
Esfuerzo
ingenieril
휎푚푎푥 =
퐹푚
퐴표
Deformación
ingenieril
휀 =
Δ푙
푙 표
Alargamiento
de rotura
휀 =
Δ푙
푙 표
푥100%
Módulo de
Young
퐸 =
휎
휀
Estricción
휓 =
Δ퐴
퐴표
푥100%
Aluminio 224 MPa 0.1282
mm/mm
12.82% 1.7 GPa 53,759 %
Cobre 361 MPa 0.1042
mm/mm
10.42% 3.5 GPa 42,238 %
Cobre – Zinc 432 MPa 0.3317
mm/mm
33.17% 1.3 GPa 47%
Acero de
construcción
842 MPa 0.1721
mm/mm
17.21% 4.9 GPa 28,72%
Acero de Construcción
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8. Esfuerzo de fluencia convencional (
 F0,2/ A0
0,2%Ɛ = 0,2/100 = ΔL /LL0=30,5mm
ΔL= 0,06 mm
F0,2= 587 Kg.F.
F0,2= 5760 N A0= 2,9x 10-5 m2
 2,9x 10-5
 MPa
Aleacion Cobre – Zinc
Esfuerzo de fluencia convencional (
 F0,2/ A0
0,2%Ɛ = 0,2/100 = ΔL /LL0=31,2 mm
ΔL= 0,06 mm
F0,2= 810 Kg.F.
F0,2= 7946 N A0= 3x 10-5 m2
 MPa 3x 10-5
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9. Cobre
Esfuerzo de fluencia convencional (s0,2)
s0,2= F0,2 / A0
0,2%Ɛ = 0,2/100 = ΔL /LL0=31,2 mm
ΔL= 0,06 mm
F0,2= 882 Kgf
F0,2= 8653 N A0= 3x 10-5 m2
s0,2= 8653 / 3x 10-5
s0,2= 282 MPa
Aluminio
Esfuerzo de fluencia convencional
(s0,2)
s0,2= F0,2 / A0
0,2%Ɛ = 0,2/100 = ΔL /LL0=31,2 mm
ΔL= 0,06 mm
F0,2= 302 Kgf.
F0,2= 2959 N A0= 3x 10-5 m2
s0,2= 2959 / 3x 10-5
s0,2= 96 MPa
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10. 6. CONCLUSIONES:
Con el ensayo de tracción pudimos observar la región de elástica y su límite que es
utilizada para conocer que en una máquina, sus piezas pueden resiste hasta un punto y
no malograrlas deformándolas, c también concluimos que los metales puro no son los
más resistente, sino las aleaciones y metales tratados pueden mejorar su resistencia y
aplicarlos en los distintos tipos de industria para tener mejor resultados y materiales con la
mejor calidad posible.
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11. 7. BIBLIOGRAFIA
 SMITH WILIAM. Fundamentos de Ciencia e Ingeniería de Materiales. Ed. Mc. Graw – Hill.
 Askeland, D. (2004). Ciencia e Ingeniería de los Materiales 4ta. Ed. , Edit. Thompson,
Madrid, España.
 Rubin I (2001). Materiales Plásticos Propiedades y Aplicaciones 1ra. Ed. , Edit. Limusa,
México, México.
 Anderson, A. (1998). Ciencia de los Materiales 2da. Ed., Edit. Limusa; México, México.
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