clase tracción en aceros

8/19/2019 Clase Tracción en Aceros

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TRACCION EN ACEROS


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BIBLIOGRAFIA

► Davis, H. y Troxell, G. Ensaye e inspecc ión de

lo s Mater iales en ingen iería . Ed. ContinentalS.A. México. 1979.

► Helfgot, A. Ensayo de materiales . Ed. Kapeluz.

Buenos Aires. 1979.


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● Introducción a la caracterización de materiales.Ensayos que permiten obtener propiedades

mecánicas, tales como:

- reistencia: capacidad de absorber cargas.

- ductilidad: capacidad para deformarseplásticamente hasta la rotura.

● Caracterización del acero que se utiliza como

armadura para el HºAº.


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Algunos conceptos vinculados al tema

Deformaciones elásticas: son las deformaciones

que desaparecen cuando dejan de actuar las

cargas, el material vuelve a sus dimensiones

originales, son deformaciones reversibles.

Deformaciones plásticas: son las deformaciones

que permanecen cuando dejan de actuar lascargas, el material no vuelve a sus dimensiones

originales, son deformaciones irreversibles.


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ENSAYO DE TRACCION

Puntos Característicos

P

∆l

● A

● ● B C

● D

● E

A límite de proporcionalidad

B límite de elasticidad

BC zona de fluencia

D carga máxima, de rotura,o resistencia a tracción

E punto de arrancamiento


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Algunos conceptos vinculados al tema

Tensiones

σ = P / AoP: carga

Ao: sección de la barra, Ao = π.d2 / 4

Deformaciones

Ԑ = ∆l / base del extensómetro ∆l = lectura . sensibilidad extensómetro


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Extensómetros: son elementos capaces de medir lasdeformaciones que se producen en una barra mientras

se la ensaya.

Extensómetro a cuadrante o de dial: es un dispositivomecánico de lectura directa que mediante un sistemade engranajes amplia las deformaciones de la barraensayada y las traduce en giros de las agujas del dial.

- sensibilidad del extensómetro: es el valor de la

menor división que se puede apreciar.

- base de medida del extensómetro (bo): distancia

entre las cuchillas de apoyo sobre la probeta, entre

las cuales se mide la deformación.


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Extensómetro a cuadrante o de dial

Reloj Comparador Soportes de base magnética


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Diagrama tensión - deformaciones

σ [MPa]

[%]

σ = P/Ao y Ԑ = ∆l / bo

σ = E.Ԑ E = 2.1x106 kg/cm2

ley de Hooke módulo de elasticidad o de Young

●B ●C

BC zona de fluencia, permite

obtener: σ fl = P

fl / Ao

D tensión máxima, de rotura,

o resistencia a tracción

σ rot = Prot / Ao

● D


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Deformacionesσ

[MPa]

[%]

e p epu epl


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Determinación Gráfica

de las Deformaciones Específicas

σ

[MPa]

[%]

● A

p e

t

t = p + e


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Deformaciones específicas totales para

distintos puntos del diagrama σ

[MPa]

[%]0.1 4 15 20


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Diagrama - convencional y verdadero σ

[MPa]

[%]

uniformes localizadas

inicio de la estricción

verdadero

convencional

Diagrama Convencional:

= P/Ao Ao = área inicial de la barraԐ = ∆ l/lo lo = longitud de referenciaDiagrama Verdadero: iv = Pi / Ai Pi = carga para un cierto instanteԐ iv = ∆li / lo = (li - lo) / lo Ai = sección en el momento de

aplicación de Pi


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Diagrama - verdadero

σiv

iv

σiv = E. iv

fluencia

def. elasto plásticas uniformes iv = k (iv)n

comienzo de la estricción

def. elasto plásticas localizadas

rotura

σfl aceros: k=50, n=0.28


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- y P - ∆l convencional y verdadero

σ

[MPa]

[%]

∆l [mm]

P [kg]


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Ensayo de Tracción. Caracterización del Acero

Resistencia

● Tensión de Fluencia

fluencia se utiliza para el dimensionado.

admisible

= fluencia

/ δ fluencia

= Pfluencia

/ Ao

(1.7 a 2)

● Tensión de Rotura

rotura permite conocer la resistencia a tracción del

acero.

rotura = Protura / Ao


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Ensayo de Tracción. Caracterización del Acero

Ductilidad

● Alargamiento porcentual a roturaδ(%) = ((Lf – Lo) / Lo) . 100

● Estricción porcentual a rotura

Φ(%) = ((Ao – A

f ) / A

o) . 100

● Plegado

L = D+3 d

D

d


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barras lisas

Frente

Dorso

tensión característica diámetro nominal

de fluencia en MPa

Barras lisas y conformadas o corrugadas

barras corrugadas


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Diámetro Nominal y Diámetro Equivalente

Diámetro Nominal (dn): es la forma de designar a

una barra por su diámetro expresado en milímetros,se utiliza para la comercialización

del acero y para el diseño estructural.

Diámetro Equivalente: es el diámetro de una barra

lisa que posee la misma masa por unidad de

longitud que la barra conformada.

de = 12.74 (masa [gr] / longitud [mm])0.5

La determinación del de toma importancia cuando serequiere comprobar que la barra que se este adquiriendo no

tenga un valor de de menor que el dn asignado (de ˃ dn).


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Fractura Dúctil. Copa y Cono

Micromecanismo

Efecto Macroscópico

copa

cono


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Tipos de Fracturas

muy dúctil dúctil frágil


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Ley de Homología de Barba

Para que los δ(%) de dos o más ensayos sean

comparables, las probetas deben sergeométricamente semejantes.

∆ l = α. Lo+ β.(Ao)0.5

δ = ∆ l / Lo = α + (β.(Ao)0.5) / Lo

(Ao)0.5 / Lo debe permanecer constante

k = Lo / (Ao)0.5 k = 11.3 probetas largas (Lo=10d)

k = 5.65 probetas cortas (Lo=5d)


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Ley de Homología

k = Lo / (Ao)0.5 = 11.311.3 = Lo /(π.d

2 /4)0.5 = Lo / 0.89 x d

Lo = 11.3 x 0.89 x d

probetas largas: Lo = 10d

k = Lo / (Ao)0.5 = 5.65

5.65 = Lo /(π.d2

/4)0.5

= Lo / 0.89 x dLo = 5.65 x 0.89 x d

probetas cortas: Lo = 5d


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Ley de Homología

Para un mismo tipo de acero se cumple:Φ = 16 mm

k = Lo / (Ao)0.5 = 10 d / (π.d2 /4)0.5 = 11.3

Φ = 20 mm

k = Lo / (Ao)0.5 = 10 d / (π.d2 /4)0.5 = 11.3


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Ley de Homología

Cuanto menor es Lo mayor es el valor del δ.δ = ∆ l / Lo = α + (β.(Ao)

0.5) / Lo

Para un mismo tipo de acero α y β valen lo mismo

δ(5d) = (π.d2 /4)0.5 /Lo = (π.d

2 /4)0.5 /5d = 0.177 ≈ 18%

δ(10d) = (π.d2

/4)0.5

/Lo = (π.d2

/4)0.5

/10d = 0.089 ≈ 9%

δ(5d) ≈ 2 δ(10d)


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Tensión Convencional de Fluencia – σ0.2

σ0.2: tensión que se corresponde con unadeformación permanente del 0.2%.


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σ0.2

Ԑ0.2 surge de considerar una deformación máxima admisiblecompatible con el comportamiento en servicio.


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0.2 x10-2

σ0.2


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Acero ADN 420

ADN: Acero de Duraza Natural.

420 corresponde al valor característico del límite defluencia para barras según normas IRAM-IAS U500-528.

Propiedades mecánicas

- límite de fluencia: 420 MPa

- resistencia a tracción: 500 MPa

- alargamiento porcentual min.(10d): 12 %

- presentación:barras de 12 metros en paquetes de 2000 Kg.

(Ø: 6 - 8 - 10 - 12 - 16 - 20 - 25 - 32 mm.)

rollos de 500 Kg. (Ø: 6 - 8 - 10 - 12 mm.)


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Acero AL 220

AL: Acero Liso

220 corresponde al valor característico del límite defluencia para barras según normas IRAM-IAS U

500-502.

Propiedades mecánicas

- límite de fluencia: 220 MPa

- resistencia a tracción: 340 MPa

- alargamiento porcentual min. (10d): 18 %

- presentación:barras de 12 metros en paquetes de 2000 Kg.

(Ø: 6 - 8 - 10 - 12 - 16 - 20 - 25 – 32 mm.)

rollos de 500 Kg. (Ø: 6 - 8 - 10 - 12 mm.)


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1MPa = 1 N/mm2 = 10,2 kgf/cm2σ

[MPa]

[%]

500

340

12 18

ADN 420

AL 220


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Resiliencia

Energía que absorbe y acumula el material en

período elástico. Es el trabajo que el material es

capaz de devolver una vez que dejan de actuar lascargas.

Para el cálculo se considera el área bajo la curva en

período elástico.

σ [MPa]

Resiliencia = σ d

R = E d = ½.E. 2

R = ½. σ2 /E

Energía elástica dedeformación


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TenacidadEnergía acumulada por el material hasta la rotura.

Para el cálculo se considera toda el área bajo la

curva σ - .

σ [MPa]

Tenacidad = σ d


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Tenacidad


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Distintos tipos de Diagramas -

Deformación elástica más deformación plástica y estricción

(material dúctil)

Deformación elástica más deformación

plástica sin estricción

(material semi-dúctil)

Deformación elástica sin

deformación plástica

(material frágil)

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