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ENSAYO DE TRACCIóN
Cuando
sobre un cuerpo actúa una fuerza pequeña que trata de deformarlo se
produce una deformación elástica, que se recupera al desaparecer esa
fuerza. Pero superado un cierto valor, la deformación que sufre el
cilindro es permanente, o plástica.
La respuesta de un
material ante la deformación está influenciada por la relación entre la
fuerza aplicada y el tamaño del objeto. Por lo tanto, no se analiza la
fuerza sino ésta dividida entre el área que debe soportarla. A este
valor se le denomina esfuerzo, y la unidad del
Sistema Internacional es el N/m² o Pa (pascal), un valor muy pequeño,
por lo que es más corriente su múltiplo el MPa o el Kp/mm².:
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Asímismo, la deformación que sufre el material debe ser considerada
en relación con la longitud total del objeto, y se analiza la deformación unitaria,
obtenida al dividir la deformación total entre la longitud del objeto.
A veces se habla de elongación como el tanto por ciento de deformación,
y que se obtiene al multiplicar la deformación unitaria por 100.
Con estas premisas, el ensayo de tracción de un
material consiste en someter un cilindro o una placa con dimensiones
normalizadas de ese material a un estiramiento creciente hasta que se
produce la rotura de la probeta. Con ésto se obtienen gráficas como la
del dibujo.
En un ensayo de tracción se observan varias zonas características de los materiales elásticos:
1 - Es la zona elástica del material hasta un esfuerzo denominado límite elástico (LE). En buena parte de la curva se mantiene la proporcional y a la pendiente de la curva se le llama módulo elástico o módulo de Young, y la recta responde a una ecuación llamada Ley de Hooke:
2 - Esta es también una zona elástica, aunque en ella no se cumple la proporcionalidad.
3 - Esta zona se denomina de fluencia, en la cual el material cede sin aumentar el esfuerzo, que recibe el nombre de esfuerzo de fluencia (LF). Es el incio de las deformaciones plásticas.
4 - Cuando se sigue aumentando el esfuerzo de tracción el material sigue alargandose de forma plástica.
5 - A partir de un cierto límite llamado esfuerzo de rotura (LR) el estiramiento es tan grande que se produce la estricción de la sección, es decir, el material adelgaza, y acaba rompiéndose.
Los diseños técnicos se realizan para que las piezas trabajen
siempre en la zona elástica. Incluso se trabaja con un coeficiente de
seguridad n, que limitan un esfuerzo máximo de trabajo σT:
