Ensayos de tracción
Una introducción


Una máquina de prueba de tracción realiza los tipos más fundamentales y comunes de pruebas mecánicas. Una prueba de tracción aplica fuerza de tracción (tracción) a un material y mide la respuesta de la muestra a la tensión. De este modo, los ensayos de tracción determinan la resistencia de un material y su capacidad de alargamiento. Las pruebas de tracción se realizan típicamente en electromecánica o máquinas de prueba universales, son fáciles de realizar y están totalmente estandarizados.






MÁQUINA DE PRUEBA DE TRACCIÓN
Componentes y piezas






Los ensayos de tracción se realizan en máquinas de ensayo de tracción, también conocidas como máquinas de ensayo universales. Una máquina de prueba de tracción consiste en un bastidor de prueba que está equipado con un célula de cargaensayo softwarey específico de la aplicación Apretones y accesorios, tales como extensómetros. El tipo de material que se está probando determinará el tipo de accesorios necesarios, y una sola máquina se puede adaptar para probar cualquier material dentro de su rango de fuerza simplemente cambiando la fijación.  


configuración del sistema de pruebas de tracción 


Máquina de prueba de tracción
1) Marco de carga
Los bastidores de carga de las máquinas de ensayos de tracción pueden venir en configuraciones de una o dos columnas en función de su capacidad de fuerza.
2) Software
El software de prueba es donde los operadores pueden configurar los métodos de prueba y los resultados de salida.
3) Célula de carga
La célula de carga es un transductor que mide la fuerza aplicada a la muestra de prueba. Las células de carga Instron tienen una precisión de hasta 1/1000 de capacidad de la célula de carga.
4) Mordazas y accesorios
Una amplia gama de agarres y accesorios de muestra están disponibles para agarrar muestras de prueba de diferentes materiales, formas y tamaños.
5) Medición de deformación
Algunos métodos de prueba requieren la medición del alargamiento de una muestra bajo carga. El AVE2 de Instron puede medir cambios en la longitud de la probeta hasta ±1 µm o el 0,5 % de la lectura.

 




Las máquinas de ensayo de tracción están disponibles en diferentes tamaños y capacidades de fuerza que van desde 0,02 N hasta 2000 kN. La mayoría de los ensayos de baja fuerza se realizan en una máquina electromecánica de una o dos columnas de sobremesa, mientras que las aplicaciones de mayor fuerza requieren bastidores de modelo de suelo. Los sistemas de la serie 6800  de Instron están disponibles en rangos de capacidad de hasta 300 kN y pueden realizar una amplia gama de diferentes tipos de ensayos, incluyendo tracción, compresión, flexión, pelado, desgarro, cizallamiento, fricción, torsión y perforación, entre otros. Los sistemas servohidráulicos  industriales de Instron están diseñados para realizar ensayos de mayor capacidad en metales de alta resistencia, aleaciones y materiales compuestos avanzados.

Sistemas de pruebas universales de la serie 6800 


Sistemas de pruebas universales de hasta 300 kN

Sistemas de prueba de modelo de mesa y modelo de suelo de una y dos columnas que tienen un rango de capacidad de fuerza de 0,02 N (2 gf) a 300 kN.

Más información

Sistemas de ensayo universales de la serie industrial de hasta 2000 kN 


Sistemas de ensayos universales industriales de hasta 2000 kN

La serie industrial de Instrons incluye bastidores con espacios de ensayo simples o dobles y su capacidad de fuerza oscila entre 300 kN y 2000 kN.

Más información







NORMAS DE ENSAYO DE TRACCIÓN
Normas para el ensayo de plásticos, elastómeros y metales






La mayoría de las pruebas de tracción se realizan según los estándares establecidos publicados por organizaciones de estándares como ASTM y ISO. Las normas de ensayo prescriben parámetros y resultados de ensayo aceptables para diferentes tipos de materias primas, tales como: metales, plásticos, elastómeros, textiles, y Composites, así como para productos terminados como dispositivos médicos, piezas automotrices, y electrónica de consumo. Estas normas garantizan que los materiales y productos que entran en la cadena de suministro presentan propiedades mecánicas predecibles y no es probable que fallen en su uso final previsto. Dado que no se puede exagerar el coste y las implicaciones para la seguridad de los fallos de los productos, se anima a las empresas a invertir en equipos de ensayo precisos y de alta calidad, diseñados para ayudarles a determinar fácilmente si sus productos cumplen o no las normas aplicables.

 


ASTM D638 / ISO 527-2


ASTM D638 y ISO 527-2 son dos de las normas más utilizadas para evaluar las propiedades de tracción de los plásticos reforzados y no reforzados. Aunque estos estándares miden muchas propiedades de tracción diferentes, las más comunes son resistencia a la tracción, módulo de tracción, alargamientoy Relación de Poisson.
 
 


ASTM D412 / ISO 37


ASTM D412 y ISO 37 son los estándares más comunes para determinar las propiedades de tracción del caucho vulcanizado (termoestable) y los elastómeros termoplásticos. Los compuestos de esta familia se utilizan para crear una amplia gama de productos, desde neumáticos hasta guantes médicos y juntas tóricas. Las mediciones clave para las pruebas de elastómero incluyen elongación definitiva y juego de tracción.
 


ASTM E8 / ASTM A370 / ISO 6892


ASTM E8, ASTM A370y ISO 6892 son estándares importantes para la prueba de tracción de metales y materiales metálicos. Los métodos de control de pruebas son una consideración importante en las pruebas de metales y una comprensión profunda de cumplimiento de crucetas y strain control es necesario para producir resultados de prueba precisos.
 
 



 



ANÁLISIS DE DATOS DE PRUEBA DE TRACCIÓN
Comprender las propiedades mecánicas de los materiales






La medición de un material o producto en tensión permite a los fabricantes obtener un perfil completo de sus propiedades de tracción. Cuando se trazan en un gráfico, estos datos dan como resultado un curva de tensión o deformación que muestra cómo reaccionó el material a las fuerzas que se aplicaban. Aunque diferentes normas exigen la medición de diferentes propiedades mecánicas, los puntos de mayor interés suelen ser el punto de rotura o fallo, el  módulo de elasticidad, el límite elástico y la deformación.


datos de los ensayos de tracción 

 

Máxima resistencia a la tracción

Una de las propiedades más importantes que podemos determinar sobre un material es su máxima resistencia a la tracción (UTS). Es el esfuerzo máximo que soporta una probeta durante el ensayo. El UTS puede equivaler o no a la resistencia a la rotura de la muestra, dependiendo de si el material es frágil, dúctil o presenta propiedades de ambos. A veces, un material puede ser dúctil cuando se ensaya en un laboratorio, pero, cuando se pone en servicio y se expone a temperaturas extremadamente frías, puede pasar a tener un comportamiento frágil.

Ley de Hooke

Para la mayoría de los materiales, la parte inicial del ensayo mostrará una relación lineal entre la fuerza o carga aplicada y el alargamiento mostrado por la probeta. En esta región lineal, la línea obedece a la relación definida como "Ley de Hooke", en la que la relación entre la tensión y la deformación es una constante, o ley de Hooke. E es la pendiente de la línea en esta región donde la tensión (σ) es proporcional a la deformación (ε) y se llama el "Módulo de elasticidad" o "Módulo de Young." 

Módulo de elasticidad

El módulo de elasticidad es una medida de la rigidez del material que sólo se aplica en la región lineal inicial de la curva. Dentro de esta región lineal, la carga de tracción puede retirarse de la probeta y el material volverá a estar exactamente en el mismo estado en el que se encontraba antes de la aplicación de la carga. En el momento en que la curva deja de ser lineal y se desvía de la relación rectilínea, deja de aplicarse la Ley de Hooke y se produce una cierta deformación permanente en la probeta. Este punto se llama el "elástico o proporcional límite".  A partir de este momento en la prueba de tracción, el material reacciona plásticamente a cualquier aumento adicional de la carga o la tensión. No volverá a su estado original, sin tensión, si se retira la carga.

Límite elástico

Un material "límite elástico" se define como la tensión aplicada al material a la que comienza a producirse la deformación plástica.

Método de compensación

En el caso de algunos materiales (por ejemplo, los metales y los plásticos), la desviación de la región elástica lineal no puede identificarse fácilmente. Por lo tanto, se permite un método de compensación para determinar el límite elástico del material. Esta metodología se aplica comúnmente cuando se mide el límite elástico de los metales. Al probar metales de acuerdo con ASTM E8/E8M, se especifica un desplazamiento como porcentaje de la deformación (generalmente 0,2 %). La tensión (R) que se determina a partir de la punto de intersección "r" cuando la línea del lineal la región elástica (con pendiente igual al módulo de elasticidad) es extraído del desplazamiento "m" se convierte en el Límite elástico por el método de compensación.

Módulos alternativos

Las curvas de tracción de algunos materiales no tienen un aspecto muy bien definido. región lineal. En estos casos, la Norma ASTM E111 prevé métodos alternativos para determinar el módulo de un material, así como el módulo de Young. Estos módulos alternativos son el módulo secante y el módulo tangente.

Tensión

También podremos encontrar la cantidad de estiramiento o alargamiento que  la muestra se somete durante las pruebas de tracción. Esto se puede expresar como una medida absoluta en el cambio de longitud o como una medida relativa llamada "deformación". La tensión en sí misma puede expresarse de dos maneras diferentes, como "tensión de ingeniería" y "tensión verdadera": la tensión de ingeniería es probablemente la expresión más fácil y más común de la tensión utilizada. Es la relación entre el cambio de longitud y la longitud original, fórmula de la tensión de ingeniería. La tensión verdadera es similar, pero basada en la longitud instantánea de la probeta a medida que avanza el ensayo, fórmula de la tensión real , donde Li es la longitud instantánea y L0 la longitud inicial.

Consulte nuestras preguntas frecuentes sobre ensayos de tracción y máquinas de ensayo de tracción para obtener más información




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