Diseño y construcción de una máquina didáctica para realizar ensayos de tracción de metales en el laboratorio de materiales EPIMMEM - UCSM

Abstract

En el presente proyecto se diseñó y fabricó una máquina didáctica para ensayos de tracción. Para la concepción del proyecto se parte de la necesidad de realizar ensayos en el Laboratorio de Materiales. Inicialmente los posibles diseños son evaluados según los parámetros y variables de necesidad, para luego materializarse como concepto principal de un equipo de accionamiento hidráulico que consta principalmente en una bomba hidráulica de tipo engranaje capaz de generar una presión de hasta 3000 psi. La regulación de la misma es posible a través de una válvula reguladora de caudal y una válvula reguladora de presión según lo requerido para el ensayo. La estructura fue diseñada para poder resistir una fuerza máxima de 14 Toneladas, contando con un pistón hidráulico con diámetro de camiseta interno de 100 milímetros, este elemento es el encargado de realizar el movimiento para producir la ruptura de la probeta que se encuentre situada entre las pinzas de sujeción. Las pruebas realizadas constan de tres tipos diferentes de materiales, la fabricación de estas probetas se realizó según las dimensiones recomendadas por la norma ASTM E8/E8M con Ø 0.5 pulgadas. Se detalla la ejecución de probetas para acero estructural A-36 obteniendo un esfuerzo máximo de 526 MPa y un alargamiento de 33 % en promedio. Para el siguiente caso, el estudio fue realizado para acero Inoxidable AISI 316 obteniendo un esfuerzo máximo de 685 MPa y un alargamiento de 34 % en promedio. El siguiente material de estudio fue el Aluminio 6061 T4 del cual se obtuvo un esfuerzo máximo de 235 MPa y un alargamiento del 17 % en promedio. Los materiales ensayados contemplan resultados experimentales cuyas propiedades mecánicas pueden estar sujetas a variación debido a procesos iniciales de fundición o procesos finales como son los procesos de mecanizado de las probetas en estudio. Razón por la cual para el Acero A 36 , el Inoxidable 316 y el caso del Aluminio 6061 obtenidos en los ensayos, se encuentran dentro de los valores máximos y mínimos teóricos comparados con los esfuerzos máximos experimentales obtenidos. Los resultados obtenidos van desde el funcionamiento y maniobrabilidad del propio equipo hasta la obtención de resultados de esfuerzos máximos en las probetas ya mencionadas.