TP2 - Traccion compresion torsion - Plasticidad - Facultad de ...

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES - FACULTAD DE INGENIERÍA
67.16 - ENSAYOS INDUSTRIALES
Trabajo Práctico N° 2
TRACCIÓN - COMPRESIÓN - TORSIÓN - PLASTICIDAD
Alumno: ………………………………………
Padrón: ……….……….
Fecha de entrega: … / … / …
Observaciones:
Aprobación: ………………………………………
Fecha: … / … / …

Trabajo Práctico N° 2 Tracción - Compresión - Torsión - Plasticidad
2.1) Durante un ensayo de tracción de una probeta
de acero al carbono de 12,8 mm de diámetro inicial y
50,8 mm de longitud inicial de referencia, se
obtuvieron los siguientes valores:
Carga de fluencia: 27560 N.
Carga de rotura: 30230 N.
Longitud de referencia final: 72,90 mm.
Diámetro final: 6,750 mm.
Se pide:
a) Graficar la curva tensión ingenieril -
deformación ingenieril.
b) Determinar la tensión de fluencia y la
tensión de rotura.
c) Calcular la reducción de área a rotura
d) Graficar la curva tensión verdadera -
deformación verdadera hasta carga máxima.
e) Determinar el valor de dσ/dε para carga
máxima y el valor del exponente de
endurecimiento n y la constante K.
2.2) Durante un ensayo de tracción de una probeta de
níquel se obtuvieron los valores de la tabla.
Se pide:
a) Graficar la curva tensión verdadera -
deformación verdadera hasta la fractura.
b) Determinar la tensión verdadera a máxima
carga.
c) Calcular la deformación verdadera en el inicio
de la estricción.
d) Calcular la tensión y deformación verdadera a
fractura.
e) Determinar el exponente de endurecimiento n.
Carga [N] Alargamiento [mm]
2200 0,004
4400 0,008
6600 0,013
8800 0,018
11100 0,022
13300 0,026
15500 0,03
17700 0,035
20000 0,039
22200 0,044
24400 0,048
26600 0,051
28000 0,508
31100 1,524
33300 2,032
37800 3,048
42600 4,572
44400 6,604
44900 7,62
45400 12,7
44600 14,732
42800 15,748
40500 17,78
36000 19,3
Carga [kN] Diámetro [mm]
0 6,4
15,29 6,35
15,91 6,223
16,31 6,096
16,49 5,969
16,53 5,842
15,86 5,105
15,55 5,08
14,89 4,826
14 4,572
13,11 4,318
12,44 3,784
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Trabajo Práctico N° 2 Tracción - Compresión - Torsión - Plasticidad
2.3) Durante un ensayo de
compresión uniaxial sin fricción de una
probeta cilíndrica de cobre, se
obtuvieron los valores indicados en la
tabla. Graficar la curva tensión
verdadera - deformación verdadera en
compresión. Siendo L0 = 60 mm.
2.4) Durante un ensayo de dureza
de una muestra de cobre en el que se
empleó un indentador esférico de 10
mm de diámetro, se obtuvieron lo
valores de la tabla.
Se pide:
a) Determinar si se cumple o
no la ley de Meyer.
b) Determinar las constantes de la ley de Meyer: k, n’.
c) Graficar la dureza BHN y la dureza de Meyer como función de la carga para el
estado ¼ endurecido.
2.5) Una barra de acero laminada en
caliente de 25,4 mm de diámetro fue ensayada
en torsión, habiéndose obtenido los resultados
mostrados en la tabla. Si la longitud de la barra
entre mordazas es de 450 mm, entonces:
a) Construir la curva tensión de corte -
deformación de corte.
b) Construir la curva tensión de corte -
deformación de corte corregida por
deformación plástica.
c) Determinar el módulo de rotura.
d) Si el momento torsor en el punto de
fluencia fue de 309 Nm, y el ángulo de
torsión de 2,6°, determinar la tensión
de fluencia torsional, y el módulo de
elasticidad.
e) ¿Cuál es el módulo de Poisson si E =
210000 N/mm 2 ?
Tensión Verdadera [MPa] Acortamiento [%]
27,57 0
68,94 2,5
110,31 5
165,47 10
220,63 20
262 30
275,79 40
285,44 50
289,57 60
Carga
[kgf]
Diámetro de la indentación [mm]
Recocido ¼ Endurecido ½ Endurecido
500 4,4 3,2 2,9
1000 5,4 3,9 3,7
1500 6,2 4,6 4,5
2000 -- 5,4 5,3
2500 -- 5,9 5,7
Número de ¼ de vuelta Torque [Nm]
1 757
2 836
3 926
4 983
5 1028
7 1096
9 1152
12 1198
15 1243
18 1288
24 1333
32 1401
38 1424
39 1446
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2.6) Con el acero correspondiente al primer problema de esta guía, se construyó un
recipiente cilíndrico cerrado en sus extremos, de 10 mm de espesor de pared y 200
mm de radio. Se desea saber cuál es la deformación plástica específica en la dirección
circunferencial cuando se lo somete a una presión interna p = 15 MPa.
(Comentario: ignorar las deformaciones elásticas).
2.7) Utilizando las expresiones de Levy-Mises, demostrar que para fluencia plana
(estado plano de deformaciones) se cumple:
= 1
2 +
2.8) Se tiene una probeta prismática de Alúmina, de ancho b = 25 mm y altura h =
6mm que se somete a tracción según los ensayos de tracción simple, flexión en tres
puntos y flexión en cuatro puntos. Si el módulo de rotura es de 400 MPa y 300 MPa
para flexión en tres y cuatro puntos, respectivamente y la resistencia a la tracción es
de 250 MPa. Se pide:
a) Calcular las cargas necesarias para romper la probeta en cada caso, siendo L
= 80 mm y a = 15 mm.
b) Justifique los valores de los módulos de rotura dados.
2.9) Se tiene un fleje de 50 mm de ancho y 3 mm de espesor. Se lo ensaya en
compresión según el método Ford con un indentador de ancho b = 5 mm. Si la tensión
de flujo plástico del material es 350 MPa, se pide:
a) Calcular la carga necesaria para alcanzar dicha tensión. Si el fleje se deformó
hasta un espesor final de 1,5 mm.
b) Calcular la deformación verdadera (equivalente) para fluencia plana εpc.
c) Verificar la validez de la hipótesis de fluencia plana.
2.10) Se tiene un eje sometido al
estado de cargas de la figura, siendo
P = 80 kN, Mt = 600 Nm y d = 20 mm.
El eje debe cumplir un diseño
elástico. ¿Cuál de los siguientes
materiales sería utilizable para la
construcción de dicho componente?
SAE 1045 (σy = 450MPa)
SAE 4340 (σy = 860MPa)
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