LABORATORIO N. 2ENSAYO A TRACCION DE BARRAS DE ACERO ESTRUCTURAL

CURSO:MECNICA DE SLIDOS (2015968)GRUPO: 4

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Laboratorista: xxxxxxxxxxxx

Fecha de la prctica: Agosto 2014

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxFACULTAD DE INGENIERADEPARTAMENTO DE INGENIRA CIVIL2014

1. INTRODUCCION

El presente informe presenta el estudio realizado en el laboratorio de tensin en varillas de acero estructural, en el cual se experiment con fuerzas aplicadas por medio de una maquina universal sobre una varilla de acero de 12 mm y otra de 5/8.Se pretende estudiar al acero estructural en funcin de su comportamiento bajo la accin de la tensin ejercida y controlada desde una mquina, la respuesta del material en este experimento es de gran importancia ya que muchos materiales para la construccin al estar en servicio, estn sujetos a fuerzas y cargas, por lo tanto en estas condiciones es importante comprender las caractersticas del material para disear la estructura donde necesita comportarse de tal forma que los esfuerzos a los que esta est siendo sometida no sean mayores a su capacidad de resistir y el material no llegue a presentar una falla. El comportamiento del material se estudia mediante unas funciones matemticas preestablecidas como son el mdulo de elasticidad, ley de Hooke entre otras para determinar las caractersticas este.

2. MARCO TEORICO

Para tener una mejor comprensin acerca de lo que se va a experimentar es necesario tener en cuenta algunos conceptos bsicos como son:2.1. TENSIN Consideremos una varilla cilndrica de longitud l0 y una seccin transversal de rea A0 sometida a una fuerza de tensin uniaxial F, como se muestra en la Figura 1.

Figura 1.a) Barra antes de aplicarle la fuerza b) barra sometida a una fuerza de tensin F que alarga la barra de longitud l0 a l.Por definicin, la tensin en la barra es igual al cociente entre la fuerza de tensin uniaxial media F y la seccin transversal original A0 de la barra:

2.2. DEFORMACION O ALARGAMIENTOCuando se aplica a una barra una fuerza de tensin uniaxial, tal como se muestra en la figura 1, se produce una elongacin de la varilla en la direccin de la fuerza. Tal desplazamiento se llama deformacin. Por definicin, la deformacin originada por la accin de una fuerza de tensin uniaxial sobre una muestra metlica, es el cociente entre el cambio de longitud de la muestra en la direccin de la fuerza y la longitud original.

Dnde: L es la longitud despus de la accin de la fuerza y l0 es la longitud inicial de la pieza. Para el ensayo se considera la deformacin normal bajo carga axial, se puede considerar una varilla BC, de longitud L y con un rea uniforme de seccin transversal A que est suspendida en B, como se ve en la figura 2.a. si se aplica una carga P al extremo C, la varilla se alargar como se ve en la Figura 2.b.

al graficar la magnitud P de la carga contra la deformacin total , se obtiene un determinado diagrama de carga deformacin, esta informacin es til para el anlisis de la varilla considerada, no puede emplearse directamente para predecir la deformacin de la varilla, como se ve en la Figura 3

2.3. DEFORMACION ELASTICA Y PLASTICACuando una pieza se somete a una fuerza de tensin uniaxial, se produce una deformacin del material. Si el material vuelve a sus dimensiones originales cuando la fuerza cesa se dice que el material ha sufrido una deformacin elstica. El nmero de deformaciones elsticas de un material es limitado ya que s los tomos del material son desplazados de su posicin original, pero no hasta el extremo de que tomen nuevas posiciones originales y el material adquiere su forma original. Si el material es deformado hasta el punto que los tomos no pueden recuperar sus posiciones originales, se dice que ha experimentado una deformacin plstica.Para obtener el diagrama de esfuerzo deformacin de una material, comnmente se lleva a cabo un ensayo o prueba de tensin sobre una probeta del material. Los diagramas esfuerzo deformacin de los materiales varan en forma considerable, por lo que diferentes ensayos de tensin llevados a cabo sobre el mismo material puede arrojar diferentes resultados, dependiendo de la temperatura de la probeta y de la velocidad de la aplicacin de la carga. Al someterse la probeta a una carga que aumenta, su longitud se incrementa primero linealmente con la carga y a una tasa muy lenta. As, la porcin inicial del diagrama esfuerzo deformacin es una lnea recta con una pendiente pronunciada, como se ve en la Figura 4

No obstante, despus de alcanzar un valor critico del esfuerzo, la probeta experimenta una gran deformacin con un incremento relativamente pequeo de la carga aplicad. Esta deformacin es causada por el deslizamiento del material a lo largo de superficies oblicuas y se debe sobre todo a esfuerzos cortantes. La elongacin de la probeta despus de que ha comenzado a fluir puede ser de 200 veces ms grande que su deformacin anterior a la fluencia.Despus de haber alcanzado un cierto valor mximo de carga, el dimetro de una porcin del espcimen comienza a disminuir, debido a la inestabilidad local. Como se ve en la Figura 5

Este fenmeno se conoce como estriccin despus de que comienza la estriccin, son suficientes cargas algo menores para lograr que la probeta se alargue an ms, hasta que finalmente se fracture. Puede verse que la fractura ocurre a lo largo de una superficie con forma de cono que forma un ngulo aproximado de 45, esto indica que el cortante es el principal responsable de la falla de los materiales dctiles y confirma el hecho de que bajo una carga axial, los esfuerzos cortantes son mximos en las superficies que forman un ngulo de 452.4. ENSAYO DE TENSIN Y DIAGRAMA DE TENSION - DEFORMACIONEl ensayo de tensin se utiliza para evaluar varias propiedades mecnicas de los materiales que son importantes en el diseo, dentro de las cuales se destaca la resistencia, en particular, de metales y aleaciones.En este ensayo se muestra de forma usualmente hasta la fractura incrementando gradualmente una tensin que se aplica uniaxialmente a lo largo del eje longitudinal de la muestra. Las muestras normalmente tienen seccin transversal circular. Durante la tensin, la deformacin se concentra en la regin central ms estrecha, la cual tiene una seccin transversal uniforme a lo largo de su longitud. La muestra se sostiene por los extremos en la mquina por medio de soportes o mordazas que a su vez someten la muestra a tensin a una velocidad constante. La mquina al mismo tiempo mide la carga aplicada instantneamente y la elongacin resultante (usando un extensmetro). Un ensayo de tensin normalmente dura pocos minutos y es un ensayo destructivo, ya que la muestra es deformada permanentemente y usualmente fracturada. Como se ve en la Figura 6

Figura 2. Muestra tpica de seccin circular para el ensayo de tensin-deformacin

Figura 7. Ensayo tensin-deformacinSobre un papel de registro, se consignan los datos de la fuerza (carga) aplicada a la muestra que est siendo ensayada as como la deformacin que se puede obtener a partir de la seal de un extensmetro. Los datos de la fuerza pueden convertirse en datos de tensin y as construirse una grfica tensin-deformacin, como la que se observa en la figura 8.

Figura 8. Grfica tpica tensin vs deformacin.2.5. MDULO DE ELASTICIDAD En la primera parte del ensayo de tensin, el material se deforma elsticamente, o sea que si se elimina la carta sobre la muestra, volver a su longitud inicial. Para metales, la mxima deformacin elstica es usualmente menor a un 0,5%. En general, los metales y aleaciones muestran una relacin lineal entre la tensin y la deformacin en la regin elstica en un diagrama tensin-deformacin que se describe mediante la ley de Hooke:

Donde, E es el mdulo de elasticidad o mdulo de Young es el esfuerzo o tensin es la deformacin

El mdulo de Young tiene una ntima relacin con la fuerza de enlace entre lo tomos en un material. Los materiales con un mdulo elstico alto son relativamente rgidos y no se deforman fcilmente. Ntese que en el diagrama tensin-deformacin el mdulo de elasticidad no cambia al aumentar la tensin.2.6. LMITE ELSTICOEs la tensin a la cual un material muestra deformacin plstica significativa. Debido a que no hay un punto definido en la curva de tensin-deformacin donde acabe la deformacin elstica y se presente la deformacin plstica se elige el lmite elstico cuando tiene lugar un 0,2% de deformacin plstica, como se indica en la figura 4. El lmite elstico al 0,2% tambin se denomina esfuerzo de fluencia convencional al 0,2%. Para determinarlo se procede as:Inicialmente se dibuja una lnea paralela a la parte elstica (lineal) de la grfica tensin-deformacin a una deformacin de 0,002 (m/m pulg/pulg). En el punto donde la lnea intercepta con la parte superior de la curva tensin-deformacin, se dibuja una lnea horizontal hasta el eje de tensin. El esfuerzo de fluencia convencional a un 0,2% es la tensin a la que la lnea horizontal intercepta con el eje de tensin. Debe aclararse que el 0,2% se elige arbitrariamente y podra haberse elegido otra cantidad pequea de deformacin permanente.2.7. RESISTENCIA MXIMA A LA TENSINLa resistencia mxima a la tensin es la tensin mxima alcanzada en la curva de tensin-deformacin. Si la muestra desarrolla un decrecimiento localizado en su seccin (un estrangulamiento de su seccin antes de la rotura), la tensin decrecer al aumentar la deformacin hasta que ocurra la fractura puesto que la tensin se determina usando la seccin inicial de la muestra. Mientras ms dctil sea el material, mayor ser el decrecimiento en la tensin en la curva tensin-deformacin despus de la tensin mxima. 2.8. PORCENTAJE DE ELONGACION (ESTIRAMIENTO)La cantidad de elongacin que presenta una muestra bajo tensin durante un ensayo proporciona un valor de la ductilidad de un material. La ductilidad de los materiales se expresa como porcentaje de la elongacin, comenzando con una longitud de calibracin usualmente de 2 pulgadas (5,1 cm). En general a mayor ductilidad (mas deformable es el metal) mayor ser e; porcentaje de la elongacin.El porcentaje de elongacin de una muestra despus de la fractura puede medirse juntando la muestra fracturada y midiendo longitud final con un calibrador. El porcentaje de elongacin puede calcularse mediante la ecuacin:

Este valor es importante en ingeniera no solo porque es una medida de la ductilidad del material, sino tambin porque da una idea acerca de la calidad del mismo. En caso de que haya porosidad o inclusiones en el material o si ha ocurrido algn dao por un sobrecalentamiento por el mismo, el porcentaje de elongacin de la muestra puede decrecer por debajo de lo normal.

3. OBJETIVOS DE LA PRCTICA

3.1. OBJETIVOS GENERALES

3.1.1. Determinar la resistencia de una varilla de acero estructural (12mm-5/8 in) bajo la accin de una tensin.

3.1.2. Utilizar los conocimientos adquiridos para el estudio del comportamiento en los materiales.

3.2. OBJETIVOS ESPECFICOS

3.2.1. Conocer y utilizar la normativa colombiana presente para el estudio y la clasificacin del acero estructural.

3.2.2. Calcular el mdulo de elasticidad, lmite elstico. Esfuerzo ultimo de tensin y esfuerzo de ruptura entre otras.

3.2.3. Construir e interpretar la grfica Esfuerzo-Deformacin que presenta la varilla al ser sometida a grandes tensiones.

3.2.4. Reconocer y determinar de manera prctica las distintas propiedades mecnicas del acero estructural sometido a esfuerzos de tensin, igualmente diferenciar los estados de zona elstica y zona plstica del material.

4. EQUIPO UTILIZADOEquipo utilizado:Maquina universal: Autograph AG-X Series Shimadzu Precision Universal Tester (Figura 9)Facilidades de la mquina: Con el Smart Controller, la confirmacin de la fuerza de prueba y datos de posicin en tiempo real est a su alcance. Un panel tctil LCD opcional significa que usted puede seleccionar rpidamente el mtodo de prueba. Despus de almacenar los mtodos de prueba en un dispositivo de memoria USB, simplemente inserte el dispositivo en la Mquina de prueba para realizar las pruebas sin necesidad de PC. Los datos de medicin pueden ser tambin guardados automticamente en la memoria USB. Despus de la prueba, traiga su dispositivo de memoria USB a su PC de la oficina para analizar los datos y crear informes.

Interruptores de paro de emergencia de doblePanel tctil LCD (Opcional)Mesa baja (Altura: 205 mm)Controlador Inteligente (estndar)Clula de carga de un solo toqueCubierta de seguridad (con interbloqueo)

Figura 9Funcionamiento de la mquina (software): Tiene alta eficiencia, pruebas continuas debido a la bsqueda de datos rpidas y seleccin del mtodo de un solo toque. Orientacin asistente Visual asegura la entrada sin problemas de configuracin de mtodo Ajustes de mtodos complicados se pueden introducir mediante el Asistente Mtodo Ofrece una visin general de todo el proceso. Ajustes de procesamiento de datos (solo software: material plstico) Utilice una palabra clave o fecha para buscar rpidamente los resultados de prueba guardados y archivos Mtodo.Software Individual:Realiza pruebas de una sola direccin general. Los ejemplos incluyen pruebas a la traccin, compresin, flexin y descamacin. Como se ve en la figura 10

Para nuestra prctica hubiera sido de gran ayuda contar con este accesorio que se puede sincronizar con la mquina para optimizar resultados y mejorar el mtodo.

Auto Extensometer Este extensmetro utiliza un sensor de deformacin de calibre de alta precisin y sensor de induccin magntica a ajusta automticamente el marcador de calibre Posiciones El extensmetro puede ser adjuntado automticamente / eliminado.Como se ve en la figura 11

5. NORMATIVA

NORMA TCNICA COLOMBIANA NTC 2Ensayo a traccin para materiales metlicos. Mtodo de ensayo a temperatura ambienteLa norma NTC 2 especifica el mtodo para el ensayo de tensin de materiales metlicos y define las propiedades mecnicas que se pueden determinar a temperatura ambiente. El ensayo comprende el alargamiento de una probeta de ensayo por fuerza de tensin, generalmente hasta la rotura, con el propsito de determinar una o ms de las propiedades mecnicas definidas, el ensayo se lleva a temperatura ambiente entre los 10 0C y 35 0C, a menos que se especifique de otra manera.Antes del ensayo, subdividir la longitud calibrada inicial L0 en N partes iguales; Si n es el nmero de intervalos entre X y Y, la elongacin despus de la fractura se determina as:Si N-n es nmero par, se mide la distancia entre X y Y y la distancia desde Y a la graduacin marcada Z localizada en (N-n)/2 intervalos ms all de Y, se calcula el porcentaje de elongacin despus de la rotura usando la ecuacin

Si N-n es un nmero impar, se mide la distancia entre X y Y y la distancia desde Y hasta la graduacin marcada z y Z localizadas respectivamente en (N-n-1)/2 y (N-n+1)/2 intervalos ms all de Y; se calcula el porcentaje de elongacin usando la ecuacin:

Figura 12Figura 13

Figura 13. Medicin porcentaje de elongacin despus de rotura.

6. DESARROLLO DEL EXPERIMENTOSe dio una charla informativa previa por parte del laboratorista y profesor, sobre el ensayo y de la mquina a usarse. Luego se tomaron algunas medidas de la varilla de acero como su longitud inicial, dimetro con y sin vena, as como las especificaciones generales de la barra (ver Figura 14 y 15).

Figura 14. Fuente. Norma Colombiana 2289. Informacin de la varilla.

Figura 15. Fuente: Norma Colombiana 2289. Tipos de varillas de acero.[1]

La barra fue colocada en la maquina con un tipo de mordazas de mayor adherencia para evitar que le barra se moviera a la hora de ser tensionada. Una vez listo el software que muestra en tiempo real una grfica de carga vs desplazamiento. Luego se coloc un deformmetro (ver Figura 16). Se programa en el software de la mquina universal con tres velocidades.

Figura 16. Varilla de acero y deformmetro.

7. DATOS TABULADOS (TOMADOS EN EL LABORATORIO)

Ver Anexo

8. CALCULOS

8.1. CALCULO DEL MODULO DE ELASTICIDAD DEL ACERO ESTRUCTURAL

Para el clculo del mdulo de elasticidad del acero, se utiliz la misma frmula usada para la determinacin del mdulo elstico del concreto, dicha frmula, relaciona los esfuerzos ( en este caso a traccin) impuestos sobre la barra, con las deformaciones longitudinales sufridas por el mismo, dichas deformaciones resultaron, es este caso, en elongacin y adelgazamiento del material, es importante resaltar que las cargas impuestas, fueron tambin axiales y, las velocidades en que este ensayo es realizado determinan la rapidez con que el material pasa por sus zonas de elasticidad, fluencia y rotura.

Donde: Esfuerzo correspondiente al 40% de la carga ultima. Esfuerzo correspondiente a la deformacin longitudinal , de las 50 millonsimas, en Mpa. Deformacin longitudinal producida por el esfuerzo

Para calcular el mdulo de elasticidad, es necesario calcular el rea transversal de la barra sometida al ensayo, siguiendo la frmula:

El rea definida como , debido a que la forma de la barra es cilndrica, el dimetro fue tomado con un pie de rey de exactitud de milsima de milmetro y este fue el resultado del promedio de los tres tomados con vena.Seguido de esto, ya que el extensmetro mide la elongacin en , es necesario convertirla a milmetros al dividir el dato por 100, como consideracin final dicho dato obtenido en mm, se divide en 200 mm, ya que esta es la longitud inicial de la barra, hallando as la deformacin unitaria del material:

Al trmino de estos clculos se obtienen las siguientes tablas:

7.1.1 BARRA 1: 12 mm

rea Transversal (cm^2)1,1278Longitud (mm)200

BARRA 1 de 12 mm

CargaLecturaEsfuerzo*10^-2Def. unitaria

00000,000000

3000,5266,00461070,0050,000025

375332,50576340,000050

6002,5532,00922150,0250,000125

9006798,01383220,060,000300

120091064,0184430,090,000450

1500121330,0230540,120,000600

180014,51596,0276640,1450,000725

2100171862,0322750,170,000850

2400202128,0368860,20,001000

2700222394,0414970,220,001100

2947.742613,7081040,001224

3000252660,0461070,250,001250

3300272926,0507180,270,001350

3600303192,0553290,30,001500

3900323458,059940,320,001600

4200353724,064550,350,001750

4244,6666673763,6696810,002000

4334503842,8799430,50,002500

43541003860,61358410,005000

43921503894,3075011,50,007500

47942004250,7536820,010000

50212504452,0305022,50,012500

52323004639,12041130,015000

Carga Mxima7369,35

Ruptura6972,01

Tabla 1. Datos Barra 12 mm

7.2.2 BARRA 2: 5/8

rea Transversal (cm^2)2,368769587Longitud (mm)200

BARRA 2 de 5/8"

CargaDeformacinEsfuerzo*10^-2Def. unitaria

00000,000000

10042,216009760,000050

4004168,8640390,040,000200

8008337,72807810,080,000400

120012506,59211710,120,000600

160015,5675,45615610,1550,000775

200018844,32019520,180,000900

2400211013,1842340,210,001050

280023,51182,0482730,2350,001175

3200261350,9123120,260,001300

3600281519,7763510,280,001400

4000301688,640390,30,001500

4400321857,5044290,320,001600

480034,52026,3684680,3450,001725

4945,762087,9025240,001752

5200362195,2325070,360,001800

5600382364,0965460,380,001900

600039,52532,9605850,3950,001975

6133,332589,2485990,002000

6400412701,8246250,410,002050

6800422870,6886640,420,002100

720043,53039,5527030,4350,002175

760044,53208,4167420,4450,002225

8000463377,2807810,460,002300

8400473546,144820,470,002350

880048,53715,0088590,4850,002425

9143503859,8097720,50,002500

91681003870,36377510,005000

92041503885,5615381,50,007500

92342003898,22634120,010000

92102503888,0944992,50,012500

91983003883,02857830,015000

92063503886,4058583,50,017500

93444003944,66395240,020000

96444504071,3119814,50,022500

Carga Mxima12364,4

Ruptura10384,8

Tabla 1. Datos Barra 5/8Luego, con estos datos, hallamos la 50 millonsima parte, y el esfuerzo y deformacin correspondiente al 40% de la carga mxima, para aplicar la formula obteniendo los siguientes resultados:1. Barra 12 mm:

2. Barra 5/8:

8.2. CALCULO DEL LIMITE ELASTICO DEL ACERO

Para la determinacin del lmite elstico del acero, es necesario graficar, en una diagrama esfuerzo vs deformacin, los datos obtenidos en el apndice anterior, ya que el valor el esfuerzo y la deformacin correspondiente al lmite elstico del acero, son hallados grficamente, para el acero la lnea es trazada al esfuerzo a quien corresponda la deformacin de 0,002, y este esfuerzo es llamado Rp (extensin no proporcional), este mtodo, lo encontramos en la NTC 2.

1. Barra 12 mm

Grafica 1. Diagrama esfuerzo vs deformacin y limite elstico barra 12 mm.

Para el cual se obtuvo un esfuerzo de 3763, 66 kg/cm^2, en su lmite elstico.2. Barra 5/8

Grafica 2. Diagrama esfuerzo vs deformacin y limite elstico barra 5/8.

Para el cual se obtuvo un esfuerzo de 2589,24 kg/cm^2, en su lmite elstico.8.3. CALCULO PORCENTAJES DE ELONGACION Y ADELGAZAMIENTO

En el laboratorio se tomaron los datos correspondientes a la longitud y dimetro inicial, y longitud y dimetro final, despus del ensayo, teniendo estos dos datos, es posible hallar el porcentaje de elongacin y adelgazamiento, para ello usamos la frmula:

Obteniendo:1. Barra 12 mm

2. Barra 5/8

9. ANALISIS DE LOS RESULTADOS Y GRAFICAS

9.1. MODULO DE ELASTICIDAD DEL ACERO ESTRUCTURALEl mdulo de elasticidad es un tipo deconstante elsticaque relaciona una medida relacionada con la tensin y una medida relacionada con la deformacin; es tambin llamado Mdulo de Youngel cual se designa usualmente por y est asociado directamente con los cambios de longitud que experimenta un cable, un alambre, una varilla, etc. cuando est sometido a la accin detensionesde traccin o de compresin, en este caso y a diferencia del primer ensayo realizado, el espcimen fue sometido a traccin, por lo que se obtuvieron cargas mximas de rotura, y de fluencia, fluencia entendida como la zona en donde el material experimenta una deformacin irrecuperable, a partir de la cual slo se recuperar la parte de su deformacin correspondiente a ladeformacin elstica, quedando una deformacin irreversible. Este fenmeno se sita justo encima del lmite elstico, y se produce un alargamiento muy rpido sin que vare la tensin aplicada, dicho comportamiento se puede ver claramente en el diagrama de esfuerzo vs deformacin obtenido para cada una de las barras, que se encuentra en concordancia con las grficas tericas obtenidas para el acero.

Grafica 3. Diagrama terico esfuerzo vs deformacin del acero.

Ahora las grficas obtenidas para las barras de 12 mm y 5/8:

Grafica 4. Diagramas esfuerzo vs deformacin obtenidos del acero.

Como se puede ver en los diagramas obtenidos experimentalmente, se observan tambin las zonas de elasticidad y fluencia, expuestas en el diagrama terico, en el diagrama obtenido para la barra de 12 mm , se pueden ver ms claramente los puntos de fluctuacin, es decir el paso de la zona elstica a la zona de fluencia de una manera ms pausada, mostrando una curva suave, mientras que en el caso de la barra de 5/8, se evidencia un paso ms drstico desde la zona de elasticidad a la zona de fluencia, lo cual tiene sentido, ya que entre ms grosor tenga la barra, ms marcada ser su paso de la zona de elasticidad a la de fluencia, debido a que llegado al punto de carga mxima de deformacin reversible aceptada, est ya no puede recuperar su forma y la energa de deformacin se disipa ms bruscamente, situacin que se presenta ms pausada en la barra cuyo modulo elstico es mayor, es importante evidenciar tambin, que aunque el modulo elstico sea un propiedad del material, tambin depende en cierta medida de su grosor, y en este caso lo podemos evidenciar muy bien ya que para la varilla de 12 mm se obtuvo un mdulo elstico de 190, 61 Gpa, mientras que para la varilla de 5/8, se obtuvo un mdulo elstico de 117,88 Gpa, lo cual prueba la teora, que entre ms grosor tenga la barra de acero estructural usado en las construcciones, mayor ser su resistencia a la elasticidad, por eso menor su mdulo elstico y mayor su rigidez, pero se evidencia que aunque hallan diferencias, estas no son tan abismales, ya que se trata del mismo material y con caractersticas de produccin de lote muy similares.

8.2 LIMITE ELASTICO DEL ACERO

Ellmite elstico, tambin denominadolmite de elasticidad, es latensinmxima que unmaterial elastoplsticopuede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este lmite, el material experimenta un comportamiento plstico,deformaciones permanentesy no recupera espontneamente su forma original al retirar las cargas. En general, un material sometido a tensiones inferiores a su lmite de elasticidad es deformado temporalmente de acuerdo con laley de Hooke.Los materiales sometidos a tensiones superiores a su lmite de elasticidad tienen uncomportamiento plstico. Si las tensiones ejercidas continan aumentando el material alcanza su punto de fractura. El lmite elstico marca, por tanto, el paso del campo elstico a la zona de fluencia.Dicho lmite se puede evidenciar claramente en las grficas 1 y 2, donde este es determinado grficamente con una pendiente correspondiente con una deformacin del orden de 0,002, y para los cuales se encontraron en el caso de la barra de 12 mm un esfuerzo de 3763, 66 kg/cm^2 , y para el caso de la barra de 5 /8 un esfuerzo de 2589,24 kg/cm^2, lo que una vez ms justifica el hecho de que una barra de grosor mayor, tiene menos zona elstica que una de grosor menor, luego su lmite es ms precipitado llegando a su zona de fluencia de una manera ms rpida, pero en concordancia con la carga axial aplicada para dicho punto.

8.3 PORCENTAJES DE ELONGACION Y ADELGAZAMIENTO

Como se evidencia en el apndice de los clculos para estos porcentajes, tanto los valores de elongacin como de adelgazamiento son mayores para el caso de la barra de grosor de 5/8, esto debido a que como la barra resisti ms carga, hasta su punto de ruptura, pudo permanecer ms tiempo bajo la fuerza axial aplicada por la mquina, y al ser mas rgida, su elongacin y adelgazamiento fue mayor, ya que opuso ms resistencia a la ruptura, en cambio en el caso de la barra de 12 mm, esta solamente alcanzo a llegar a valores menores que la barra de 5/8 ya que esta cedi ms rpido a la carga axial aplicada, al ser ms flexible y por lo tanto menos rgida, llegando a su carga de rotura ms rpido y oponiendo mucha menos resistencia a la misma, se comprueba una vez ms que para los tres valores encontrados en este ensayo, el grosor del espcimen est directamente relacionado a dichos valores, ya que a mayor grosor, mayor rigidez, menor modulo elstico, pero mayor oposicin a la ruptura y, a menor grosor, menor rigidez, mayor modulo elstico y por lo tanto menor oposicin a la rotura, evidenciado en los porcentajes de elongacin y adelgazamiento obtenidos para este espcimen que en este caso fue el de 12 mm.

CONCLUSIONES

La resistencia de los materiales, es una de las ms importantes propiedades a conocer cuando se est en el rea de la construccin, ya que de ella depende la capacidad de cada uno de estos materiales para resistir determinadas cargas que son aplicados a ellos de forma axial. El modulo elstico del acero estructural es cercano al valor de los 150- 210 Gpa, para los cuales los valores obtenidos fueron muy cercanos, obteniendo valores entre los 120 y 190 Gpa, para las dos barras sometidas a ensayos, las diferencias pueden deberse a errores de la mquina, la cual no toma en cuenta los deslizamientos en las mordazas de las barras sometidas al ensayo durante la aplicacin de las cargas axiales a traccin. El limite elstico de una barra de acero depende directamente del valor de su mdulo elstico, y por lo tanto de su rigidez, luego podemos concluir que para un espcimen de mayor grosor, el limite elstico se presenta a un esfuerzo menor, que para un espcimen de menor grosor, cuyo mdulo elstico es mayor, y que por lo tanto su lmite elstico se presente a un esfuerzo proporcional. Las grficas esfuerzo-deformacin obtenidas para los dos especmenes estn muy de acuerdo con las grficas de este mismo tipo encontradas en la literatura, lo cual indica un ensayo exitoso y verdico, resaltando tambin que para cada uno esta grfica y sus valores son nicos, ya que no existen dos especmenes de exactamente igual resistencia, o que expuestos a una carga axial arrojen el mismo valor o los mismos valores, en este caso fue imposible obtener una grfica igual para las dos barras sometidas al ensayo debido principalmente a la diferencia en su grosor. Existe una relacin proporcional entre el modulo elstico y el grosor del espcimen, ya que una barra de menor calibre o grosor, implica una mayor elasticidad, por lo tanto un mayor modulo elstico, mientras que una barra de calibre o grosor mayor implica mayor rigidez, y por lo tanto un valor menor en su mdulo elstico. Los porcentajes de elongacin y adelgazamiento obtenidos, indican que el acero es un material dctil, pues dichos porcentajes son mayores al 5%, limite que en la teora, diferencia a un material dctil de uno frgil. Las normas NTC 2 y NTC 4025, son una muy buena gua en la realizacin del ensayo y en el clculo de las propiedades mecnicas de materiales para construccin.

BIBLIOGRAFA [1]Norma Colombiana 2289.Barras corrugadas y lisas de acero de baja aleacin, para fuerza de concreto. http://es.slideshare.net/AnD1Torres/ntc2289 MECANICA DE MATERIALES. QUINTA EDICION. Ferdinand P Beer/ E Russell Johnston, Jr