Deformación por tracción

La mecánica de materiales es el estudio de cómo responden los materiales a fuerzas como la tracción, la compresión, la torsión y el cizallamiento. Se trata de una disciplina básica de la ingeniería, en la que se basan el diseño, la fabricación y la garantía de calidad en muchos sectores. Al comprender la relación entre la tensión, la fuerza aplicada por unidad de superficie, y la deformación, la deformación resultante, los ingenieros pueden predecir el rendimiento, identificar posibles puntos de fallo y seleccionar u optimizar materiales para aplicaciones específicas.

En industrias como la automovilística, la aeroespacial, la de la construcción y la manufacturera, los ensayos precisos de materiales son esenciales para la seguridad, la eficacia y el cumplimiento de las normas industriales. Entre los numerosos métodos de ensayo, los de tracción y compresión son dos de los más utilizados para evaluar propiedades mecánicas clave como la resistencia, la elasticidad y la ductilidad.

La deformación por tracción se produce cuando un material es estirado por una carga axial, provocando su alargamiento. Este comportamiento se mide durante los ensayos de tracción, en los que se somete a una probeta a una fuerza de tracción uniaxial cada vez mayor hasta que falla. La curva tensión-deformación resultante proporciona datos vitales, entre los que se incluyen:

• Límite elástico: la tensión máxima antes de que se produzca una deformación permanente
• Límiteelástico: punto en el que un material comienza a deformarse plásticamente
• Resistencia última a la tracción: la tensión máxima que puede soportar el material
• Alargamiento de rotura: tensión a la que se fractura el material

La deformación puede ser elástica, reversible, o plástica, permanente, dependiendo de si la tensión aplicada está por debajo o por encima del límite elástico. Comprender estas propiedades ayuda a los ingenieros a predecir cómo se comportará un material bajo carga en servicio.

Aplicaciones en ingeniería

Ensayos de deformación por tracción en soportes:

• Selección de materiales para componentes portantes
• Diseño de productos, garantizando una resistencia y flexibilidad adecuadas
• Análisis de fallos para identificar puntos débiles en materiales o procesos
• Verificación según normas de ensayo internacionales

Por ejemplo, en el sector aeroespacial, los ensayos de tracción de aleaciones ligeras confirman que pueden soportar las tensiones del vuelo sin comprometer la seguridad. En ingeniería civil, las propiedades de tracción guían la selección de barras de refuerzo para estructuras de hormigón.

Elensayo de tracción es el método más común para evaluar la deformación por tracción y produce datos cuantitativos sobre cómo se comportan los materiales bajo fuerzas de tracción controladas. El proceso suele incluir

• Preparación de la muestra: las muestras se cortan o moldean con dimensiones normalizadas para que sean reproducibles.
• Preparación del equipo: la muestra se monta en las mordazas de una máquina de ensayos de tracción y se alinea para evitar esfuerzos de flexión.
• Ejecución del ensayo - La máquina aplica una carga axial en constante aumento a un ritmo controlado mientras los sensores miden la fuerza y la elongación.
• Registro de datos - Los datos de carga y extensión se capturan para crear la curva de tensión-deformación.
• Análisis - Se calculan el módulo de elasticidad, el límite elástico, la resistencia a la tracción y el alargamiento.

Losensayos de compresión miden cómo se comporta un material cuando se somete a fuerzas que reducen su tamaño. Mientras que el ensayo de tracción evalúa la resistencia a las fuerzas de tracción, el ensayo de compresión evalúa la resistencia al aplastamiento o al pandeo.

En un ensayo de compresión, la probeta se coloca entre dos platos paralelos de una máquina de ensayos de compresión y se carga de forma controlada, reduciendo su altura. Las mediciones de carga y desplazamiento se utilizan para determinar la resistencia a la compresión, el módulo y el límite elástico en compresión.

Los ensayos de compresión son especialmente relevantes para materiales como el hormigón, la cerámica, las espumas y los cauchos que suelen estar expuestos a fuerzas de compresión en servicio. Algunos ejemplos son:

• Automoción: ensayo de casquillos elastoméricos para confirmar su durabilidad bajo carga
• Construcción: evaluación de la resistencia a la compresión del hormigón para garantizar la integridad estructural
• Embalaje: evaluación de la resistencia al apilamiento del cartón para evitar su colapso durante el transporte
• Industria de bebidas - Pruebas de carga superior de botellas de PET para garantizar que soportan el apilamiento durante la distribución

Los materiales flexibles, como los textiles y los elastómeros, requieren métodos de ensayo adaptados a su comportamiento mecánico específico.

• Lanorma ASTM D412-16 especifica los métodos para determinar las propiedades de tracción del caucho vulcanizado y los elastómeros termoplásticos, y cubre las formas de las probetas, el acondicionamiento y los requisitos de velocidad de deformación.
• Lanorma ASTM D3822 detalla los procedimientos de ensayo de fibras textiles individuales, mientras que la norma ASTM D885/D885M-10a cubre la resistencia a la tracción, el alargamiento y la recuperación elástica de los hilos de filamentos industriales.

Estas normas garantizan que los ensayos sean coherentes, repetibles y comparables en todos los sectores y cadenas de suministro.

Mecmesin ofrece una amplia gama de equipos de ensayo de tracción y compresión, que proporcionan precisión, repetibilidad y cumplimiento de normas internacionales reconocidas. Las soluciones incluyen:

• OmniTest - Un versátil banco de ensayos para materiales y componentes en un amplio rango de cargas
• MultiTest-i: equipos de ensayo de doble columna y columna única para aplicaciones de tracción y compresión de alta precisión
• MultiTest-dV - Un banco de pruebas motorizado básico para ensayos rutinarios
• Software VectorPro: software avanzado de adquisición y análisis de datos que permite un control total de los ensayos, el trazado de curvas y el cálculo automático de las propiedades mecánicas

Nuestros sistemas se adaptan a metales, polímeros, cauchos, textiles, materiales compuestos, etc., con una amplia gama de mordazas y fijaciones que se ajustan al tipo de muestra y al método de ensayo. Tanto si se trata de muestras de compresión de gran capacidad como de delicadas fibras textiles, los equipos Mecmesin proporcionan resultados precisos y fiables.

Losensayos de tracción y compresión son esenciales para comprender el comportamiento de los materiales y garantizar que los componentes funcionen de forma segura y fiable en el entorno previsto. La experiencia de Mecmesin, su amplia gama de sistemas de ensayo y el pleno cumplimiento de las normas industriales nos convierten en el socio ideal para sus necesidades de ensayo de materiales. Contacte con nuestro equipo técnico para discutir su aplicación e identificar la solución adecuada a sus necesidades.