¿Qué es una Máquina de Ensayo de Tracción?
Las máquinas de ensayo de tracción son dispositivos diseñados para medir cómo una muestra se modifica cuando se le somete a una carga de tracción.
La aplicación de tracción genera tanto tensión como deformación en la muestra. A partir de la relación entre la tensión y la deformación, es posible calcular diversos parámetros, como la tensión de tracción, la deformación de tracción, el módulo de Young y la relación de Poisson. Estos parámetros, obtenidos mediante los ensayos de tracción, se denominan propiedades mecánicas, y juegan un papel fundamental en la evaluación de la resistencia y durabilidad de los productos moldeados.
Usos de las Máquinas de Ensayo de Tracción
Los máquinas de ensayo de tracción se utilizan principalmente para comprobar las propiedades mecánicas. Se utilizan para probar diversos materiales, como metales, plásticos, caucho y textiles, y son una de las pruebas más importantes para la inspección del rendimiento y la calidad.
Los ensayos de tracción también pueden utilizarse para evaluar la resistencia y otras propiedades de tejidos biológicos como músculos, huesos y piel. También se utiliza para evaluar materiales para dispositivos médicos como articulaciones artificiales, válvulas cardíacas artificiales y drenajes.
Principios de las Máquinas de Ensayo de Tracción
En las máquinas de ensayo de tracción se aplica una carga de tracción a una probeta y se mide el resultado hasta que el material se rompe. Trazando la curva tensión-deformación, se puede calcular el límite proporcional, el límite elástico, el límite elástico y la resistencia a la tracción.
Las relaciones tensión-deformación características debidas a los puntos inicial, intermedio y de rotura de la medición son las siguientes
1. Fase Inicial de la Medición
En las fases iniciales de la medición, la tensión y la deformación son proporcionales. El punto límite en el que se mantiene la relación proporcional se denomina límite proporcional.
2. Medición Intermedia
Si se aplica más tensión a partir del límite proporcional, la deformación se mantendrá en un punto determinado. El punto límite en el que no queda deformación se denomina límite elástico.
El punto más allá del límite elástico es el límite elástico. Si se supera el límite elástico, la tensión disminuye mientras que la deformación se mantiene.
3. Ruptura
Si se continúa con la tracción, la tensión vuelve a aumentar. La tensión máxima en este punto se denomina resistencia a la tracción de la muestra, que finalmente se rompe.
El módulo de Young y la relación de Poisson son parámetros que pueden calcularse utilizando gráficos de tensión-deformación. En función de los parámetros a obtener y del material de la probeta a utilizar, se utilizan otros tipos de extensómetros, como los extensómetros estáticos, los extensómetros dinámicos y los extensómetros largos.
Tipos de Máquinas de Ensayo de Tracción
Existen varios tipos de máquinas de ensayo de tracción, pero los dos tipos más comunes en el mercado actual son las máquinas de ensayo de tracción universal hidráulicas y las máquinas de ensayo de tracción universal mecánicas.
Ambas utilizan células de carga para detectar la carga y utilizan una salida eléctrica, lo que tiene la ventaja de que se puede obtener fácilmente un diagrama carga-elongación tomando la señal eléctrica de un extensómetro.
1. Máquinas de Ensayo Universales Hidráulicas
Las máquinas de ensayo universales hidráulicas son máquinas de ensayo universales que pueden realizar ensayos estáticos como tracción, compresión y flexión ajustando la tensión mediante presión hidráulica.
2. Máquinas de Ensayo Universales Mecánicas
Las máquinas de ensayos universales mecánicas se caracterizan porque la velocidad de tracción puede ser constante mediante un servomotor.
Más Información sobre las Máquinas de Ensayo de Tracción
1. Unidades de Máquinas de Ensayo de Tracción
Las máquinas de ensayo de tracción utilizan una célula de carga para medir la tensión. La unidad de tensión es la unidad SI “N” Newton. Dependiendo de la capacidad de la célula de carga, también pueden utilizarse unidades como mN o kN.
El newton “N” es el valor obtenido multiplicando la masa por la aceleración de la gravedad. Si se conoce la aceleración de la gravedad en el lugar de medición, puede medirse la masa (kg) con una célula de carga.
Antes de la entrada en vigor de las unidades SI, se utilizaba “kgf” en lugar de “N”, pero debido a una revisión de la Ley de Mediciones.
2. Módulo de Young
El módulo de Young es la relación entre la tensión y la deformación. El módulo de Young indica la capacidad de flexión (dureza) de un material; cuanto mayor es el módulo de Young, más duro y difícil es de doblar. El acero utilizado en los materiales de construcción es uno de los materiales con un módulo de Young elevado.
3. Relación de Poisson
La relación de Poisson es la relación entre la deformación en la dirección de la fuerza aplicada (deformación longitudinal) y la deformación perpendicular a la dirección de la fuerza aplicada (deformación transversal). Si la relación de Poisson es 0,5, no hay cambio de volumen debido a la deformación. En el caso de materiales como el caucho, la deformación lateral disminuye a medida que se tira del material, por lo que el valor se aproxima a 0,5.