Ensayo de tracción: zonas que se pueden distinguir

Dibujar el diagrama esfuerzo/alargamiento unitario que se obtiene en un ensayo de tracción indicando las diferentes zonas que se pueden distinguir (Selectividad Andalucía Septiembre 2018).

Este ensayo mecánico consiste en someter a una probeta de forma y dimensiones normalizadas a un sistema de fuerzas exteriores (esfuerzo de tracción) en la dirección de su eje longitudinal hasta romperla.

Los resultados obtenidos en la realización de un ensayo de tracción se representan en una gráfica de tal manera que obtenemos una curva que relaciona las tensiones con las deformaciones relativas a la longitud inicial, llamadas alargamientos unitarios.

La representación gráfica de los valores obtenidos para abscisas (ε) y ordenadas (σ) se asemeja a la de la siguiente figura:

Al estudiar este diagrama, podemos distinguir dos zonas fundamentales:

  • Zona elástica (OE). Se caracteriza por que al cesar las tensiones aplicadas, los materiales recuperan su longitud original l0.
  • Zona plástica (ES). Se ha rebasado la tensión del límite elástico σE de forma que, aunque dejemos de aplicar tensiones de tracción, el material ya no recupera su longitud original, es decir, su longitud será algo mayor que l0. Diremos que el material ha sufrido deformaciones permanentes.
  • Zona de proporcionalidad (OP). Se trata de una recta, por lo que existe una proporcionalidad entre las tensiones aplicadas y los alargamientos unitarios. Es la zona donde deben trabajar los materiales. Matemáticamente se cumple:

  • Zona no proporcional (PE). El material se comporta de forma elástica, pero las deformaciones y tensiones no están relacionadas linealmente. No es una zona aconsejable para trabajar los materiales, ya que no se puede controlar la relación deformación-tensión aplicada, aunque el material sea elástico.

Dentro de la zona plástica se distinguen otras dos zonas:

  • Zona límite de rotura (ER). Zona de comportamiento muy similar a la anterior, donde a pequeñas variaciones de tensión se producen grandes alargamientos. La diferencia con la anterior es que los materiales no tienen un comportamiento elástico, ya que se trata de la zona plástica donde las deformaciones son permanentes. El límite de esta zona es el punto R, llamado límite de rotura, y a la tensión aplicada en dicho punto se la denomina tensión de rotura. A partir de este punto, el material se considera roto, aunque no se haya producido la fractura visual.
  • Zona de rotura (RS). Superado el punto R, aunque se mantenga constante o baje ligeramente la tensión aplicada, el material sigue alargándose progresivamente hasta que se produce la rotura física total en el punto S.
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