Practica No 1 1902677 - luis ramirez

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U N I V E R S I D A D A U T Ó N O M A D E N U E V O L E Ó N 
 
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA 
 
 
Laboratorio de Mecánica de Materiales 
Actividad No.1 
Grupo:407 
 
 
Cd. Universitaria a 21 de Agosto de 2021 
 
LM-TASKS 
1902677 Jose Luis Estrada Montoya 
 
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Aparatos y Maquinas 
 
En ingeniería se denomina maquina universal a una maquina semejante a una prensa con la que es posible someter 
materiales a ensayos de tracción y compresión para medir sus propiedades. La presión se logra mediante placas o 
mandíbulas accionadas por tornillos o un sistema hidráulico. Durante los siglos XVIII y XIX, los avances tecnológicos 
alentados por la Revolución Industrial demandaron a la ciencia de materiales la capacidad de medir las propiedades 
de estos. Para ello, los estudiosos de los materiales unificaron los conocimientos que habían alcanzado para llevarlos a 
la práctica, de allí el surgimiento de procedimientos medianamente estandarizados y de equipos especializados para 
llevar a cabo ensayos mecánicos. Los primeros equipos de ensayos mecánicos fueron desarrollados en Inglaterra y de 
allí se diseminaron al resto de Europa y a América. Una de las primeras compañías fue Zwick Roell que en 1836 
desarrolló equipos para llevar a cabo ensayos de tracción. La demanda del sector siderúrgico por conocer los 
materiales que fabricaba propició la creación de la primera máquina universal de ensayos construida en 
Philadelphia, E. , por el ingeniero Tinius Olsen, en 1880, el equipo permitía realizar ensayos de tracción y compresión 
con una capacidad máxima de carga de 40,000 . 
El éxito de la máquina universal propició el desarrollo de nuevos equipos para llevar a cabo ensayos especializados 
como los de torsión, flexión, dureza e impacto. Uno de ellos fue la máquina de ensayos en alambres fabricada por 
W. La revolución en los ensayos mecánicos llegó con la implementación y aplicación de la electrónica a éstos. La 
compañía Instron, surgió en el año de 1946 en Boston, Massachusetts, por la necesidad de crear un equipo para llevar 
ensayos mecánicos en seda. La capacidad de adquirir datos de esfuerzos y deformaciones en menor tiempo permitió 
el desarrollo de ensayos dinámicos. Actualmente los equipos de ensayos mecánicos no se pueden pensar sin el uso de 
la electrónica. 
En el laboratorio, la máquina universal de ensayo se utiliza con probetas a escala, las cuales son capaces de conservar 
las propiedades totales del material o producto que se someterá al ensayo, el cual puede ser de tracción, compresión o 
flexión. 
La máquina universal de ensayo también realiza una serie de pruebas en los productos, como tracción, compresión, 
cizalladura, flexión, pelado, desgarramiento, cíclico y ductilidad a la flexión. 
Con estas pruebas se puede evaluar, durante el ensayo, la elasticidad, esfuerzo, alargamiento, dureza, imbatibilidad, 
resiliencia o energía de deformación, etc. 
 
 
 
 
1. Maquina universal de pruebas mecánicas. 
https://www.cromtek.cl/categoria-producto/equipamiento-analitico/ensayo-universal-shimadzu/
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Igualmente existe la máquina de doble espacio donde su estructura posee un sistema inversor (3) y un sistema fijo (2) 
que forman una estructura de tres puentes y cuatro columnas. El inversor tiene dos puentes (1) y dos columnas (3), 
las columnas del inversor son totalmente independientes del otro sistema. El sistema fijo se compone de un puente y 
dos columnas que van fijas a una carcasa (5) que soporta todo el armazón. 
La máquina universal utiliza aditamentos que son los elementos necesarios para la realización de los diferentes tipos 
de pruebas. Entre los que se encuentran: Aditamento para corte (Prueba de corte), plato de compresión y suplemento 
elevador (Prueba de compresión), mordaza (Prueba de Tracción) y presionados y apoyo (Prueba de Flexión). 
Se clasifican por accionamiento ya sea mecánico o hidráulico; si es mecánico se usa un motor, tornillo, cadena, 
palanca, probetas y mordazas mientras que en el hidráulico se utiliza un sistema de bomba y cilindro con aceite. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Hoy en día, un ensayo mecánico se lleva a cabo con alguna de las siguientes finalidades: 
1. Control de calidad. Se enfoca a verificar las propiedades tanto de materia prima como de productos obtenidos 
dentro de la industria. 
2. Investigación en materiales. Los propósitos centrales de este rubro son: alcanzar un nuevo entendimiento de 
los materiales conocidos, determinar las propiedades de los nuevos materiales y elaborar normas de calidad 
o procedimientos de ensayos 
3. Ensayos científicos: archivar de manera fiable y ordenada información útil referente a las propiedades de los 
materiales con la intención de aportar datos para el análisis exacto del comportamiento de estructuras y volver más 
eficiente el proceso de diseño. 
Un ensayo mecánico es una prueba con un procedimiento definido cuyos resultados se espera estén contenidos 
dentro de intervalos conocidos como ya se ha mencionado antes. Esto último, se refiere a que el resultado obtenido se 
debe de asemejar a algún otro reportado en la literatura, si es que ese material ha sido sometido a un ensayo con 
anterioridad. Esto no se aplica a nuevos materiales. Los ensayos mecánicos se clasifican en “destructivos” y “no 
destructivos”. En los primeros, el espécimen del material en cuestión sufre un cambio permanente en su estructura, 
mientras que, en el segundo, el cambio presentado es reversible una vez que se retiran las condiciones que lo 
provocan. El tipo de ensayo que se aplica depende de la información que se busca obtener con éste. Los equipos en los 
cuales se llevan a cabo los ensayos mecánicos son especializados y aunque signifiquen una fuerte inversión, son 
indispensables en las 10 áreas de la ingeniería relacionadas con materiales, por ello, las máquinas de ensayos tienen 
una amplia presencia en las industrias de procesos primarios y secundarios de manufactura, centros de investigación 
en materiales y organismos certificadores, entre otros. 
2. Ensayo de Tracción. 
El ensayo de tracción en metales es un procedimiento fundamental para descubrir los fallos en los materiales y poner 
a prueba sus propiedades esenciales. En este artículo, te explicaremos qué es un ensayo de tracción, centrándonos en 
los ensayos de tracción en metales, cuál es su cometido y su aplicación en la industria. El ensayo de tracción consiste 
en una prueba de ingeniería y se trata de una ciencia de los materiales destructiva en la que se aplica una tensión 
controlada a una muestra hasta que ésta falla completamente. 
El ensayo de tracción es una de las técnicas de pruebas mecánicas más comunes y se utiliza para averiguar qué fuerza 
y resistencia posee un material, especialmente, parasu aplicación industrial. 
Los ensayos de tracción proporcionan detalles de las propiedades mecánicas de tracción de un material. 
Además, los ensayos de tracción son los que mejor verifican el comportamiento de los metales. Las propiedades 
pueden trazarse en un gráfico, como la curva de tensión, que sirve para determinar el punto en el que el material 
falló. 
Los ensayos de tracción tienen una amplia variedad de usos en la industria de los materiales: 
 Seleccionar materiales para una aplicación determinada. 
 Predecir cómo se comportará un material bajo diferentes fuerzas. 
 Determinar si se cumplen los requisitos de una especificación, contrato o norma. 
 Demostrar la prueba de concepto de un nuevo producto. 
 Probar las características de una propuesta de patente y nuevas innovaciones de materiales. 
 Proporcionar datos estándar de garantía de calidad para las funciones científicas y de ingeniería 
 Comparar los datos técnicos de las diferentes opciones de materiales. 
 Ensayos de material para proporcionar pruebas para un uso determinado. 
 
 
 
 
Y el ensayo de tracción se realiza de acuerdo a la norma ASTM E8M. Consiste en someter una probeta metálica a una 
fuerza de tracción. De esta forma, podemos estudiar cómo se comportan los materiales dúctiles basándonos en sus 
propiedades. 
Como una de sus funciones en el laboratorio, nos permite comprobar su capacidad de soportar carga y su 
deformación típica. A partir de la carga y el alargamiento de la probeta se realiza el diagrama de esfuerzo vs 
deformación, mediante el cual podemos analizar y comparar el comportamiento practico con el teórico de las 
probetas. También se determinan propiedades metálicas tales como límite de proporcionalidad, limite elástico, punto 
de fluencia, resistencia a la tracción final o carga de rotura. 
Los valores característicos determinados en el ensayo de tracción 
 constituyen la base para calcular y dimensionar componentes y construcciones bajo carga estática, 
 son necesarios para la caracterización del comportamiento durante el procesamiento de los materiales, 
 sirven en el proceso de control de calidad para evaluar la uniformidad de la producción y 
 se emplean en la selección de materiales para comparar materiales y sus estados. 
https://www.infinitiaresearch.com/innovacion-en-materiales/
3. Ensayo de corte directo. 
El ensayo de corte directo consiste en hacer deslizar una porción de suelo, respecto a otra a lo largo de un plano de 
falla predeterminado mediante la acción de una fuerza de corte horizontal incrementada, mientras se aplica una carga 
normal al plano del movimiento. 
La finalidad de los ensayos de corte, es determinar la resistencia de una muestra de suelo, sometida a fatigas y/o 
deformaciones que simulen las que existen o existirán en el terreno producto de la aplicación de una carga. El ensayo 
de corte directo tiene como objetivo determinar la resistencia al esfuerzo cortante de una muestra, valor que, entre 
otras cosas, será muy útil para el cálculo de la estabilidad de taludes o para la capacidad de soporte. La resistencia al 
esfuerzo cortante en el suelo se debe a dos componentes: la cohesión, aportada por la fracción fina del suelo y 
responsable, a su vez, del comportamiento plástico de éste y el rozamiento interno entre las partículas granulares o 
fricción. 
El ensayo de corte directo convencional consiste en someter una muestra situada dentro de este anillo o caja a una 
carga normal constante y a un esfuerzo lateral que se va incrementando de forma progresiva, de forma que se lleva la 
muestra hasta la falla. 
 
 
4. Máquina de Fatiga 
En el ensayo de fatiga, se somete un material o componente a una carga cíclica con una frecuencia de ensayo 
determinada para provocar el fallo o deterioro del mismo. Puede tratarse tanto de ensayos de tracción y carga 
pulsante en régimen de tracción o compresión, como de ensayos de carga alternante con componentes de tracción y 
compresión. 
El comportamiento general de los materiales en fatiga es que, para cualquier nivel de tensiones, siempre encontramos 
un número de ciclos que nos producen la fractura. No obstante, cuando el número de ciclos es tan grande como 8 x 
106, lo que supera con creces el servicio previsto para una pieza, podemos suponer que su vida es infinita. Este es el 
concepto que se define como tensión límite de fatiga. No obstante, existen algunas excepciones a este concepto 
general, como en los aceros templados, en los que sí parece encontrar la curva de Wholer un valor asintótico en las 
tensiones, lo que se identifica como su límite de fatiga. 
En forma general, un material sometido a fatiga se agrieta para un número de ciclos suficientemente alto. 
El fallo del material en el ensayo de fatiga, se produce a menudo por debajo de los límites de resistencia estática. 
Los resultados del ensayo de fatiga se suelen mostrar en el diagrama tensión-carga cíclica, donde se representa el 
número de ciclos hasta la rotura de la probeta frente a la amplitud de las tensiones cíclicas. 
Los ensayos de fatiga se emplean, por un lado, para determinar los valores característicos y, por otro, para analizar la 
vida útil de los materiales. Por fatiga de materiales, entendemos el daño o fallo producido en un material o 
componente que se encuentra bajo una carga repetida variable temporalmente. 
La fatiga se manifiesta a través de una deformación plástica, denominada deformación microplástica, en su expresión 
más pequeña. Este daño producido puede aumentar por el esfuerzo continuado (propagación de grieta), hasta que 
acaba provocando, finalmente, la rotura definitiva del material. 
 
El estudio de un gran número de casos, ha aportado los siguientes conocimientos: 
 Se producen fallos repentinos en componentes que funcionaban sin problemas durante mucho tiempo. 
 El fallo no se produce por una única sobrecarga del material. 
Por ello, los componentes sometidos a una carga cíclica tienen una vida útil limitada. Por ello, antes del uso de 
determinados componentes críticos se lleva a cabo una evaluación de vida a fatiga, un cálculo de los ciclos de vida o 
un ensayo de fatiga. Los ensayos de Fatiga de materiales nos permiten determinar los siguientes valores 
caracteristicos: 
 Curva S-N (curva de Wöhler) 
 Durabilidad 
 Resistencia a la fatiga 
 Fatiga de bajos ciclos (LCF) 
 Fatiga de altos ciclos (HCF) 
 resistencia a la durabilidad / límite de fatiga 
https://www.zwickroell.com/es/sectores/ensayo-de-materiales/ensayo-de-fatiga/curva-s-n-curva-de-woehler/
https://www.zwickroell.com/es/sectores/ensayo-de-materiales/ensayo-de-fatiga/durabilidad/
https://www.zwickroell.com/es/sectores/ensayo-de-materiales/ensayo-de-fatiga/resistencia-a-la-fatiga/
https://www.zwickroell.com/es/sectores/ensayo-de-materiales/ensayo-de-fatiga/curva-s-n-curva-de-woehler/#c2223
https://www.zwickroell.com/es/sectores/ensayo-de-materiales/ensayo-de-fatiga/curva-s-n-curva-de-woehler/#c2222
https://www.zwickroell.com/es/sectores/ensayo-de-materiales/ensayo-de-fatiga/curva-s-n-curva-de-woehler/#c2220
5. micrómetro de profundidad 
Fue diseñado para medir la profundidad de agujeros, ranuras, espacios, canales de chavetas, etc. Existen versiones con 
lectura analógica y también, algunos más modernos, con lectura digital. 
Este instrumento de medición se compone de una base templada, rectificada y pulida, combinada con una cabeza 
micrométrica. Los vástagos se introducen a través de un agujero existente en el husillo micrométrico, y se colocan en 
la posición correcta por medio de una tuerca estriada. 
El husillo micrométrico está rectificado, con alta precisión, y tiene un curso que suele ser de 25mm o 1″, Las varillas 
son provistas con diferencias de 25mm (o 1″) cada una. Cada varilla emerge de la base y avanza de acuerdo al giro del 
tambor. 
La lectura se obtiene exactamente de la misma manera que en un micrómetro externo, exceptoque, en este caso, el 
cilindro tiene la graduación en el sentido opuesto. 
Antes de utilizar un micrómetro de profundidad, asegúrese de que la base, la punta de la varilla y la pieza a medir 
estén limpias, y que la varilla esté perfectamente colocada en la cabeza micrométrica. 
 
Antes de utilizar un micrómetro de profundidad, asegúrese de que la base, la punta de la varilla y la pieza a medir 
estén limpias, y que la varilla esté perfectamente colocada en la cabeza micrométrica. 
Al medir, sujete firmemente la base del micrómetro contra la base del objeto a ser medido, como se muestra en el 
video a continuación. Gire el tambor hasta que la varilla toque el fondo, accione la traba y remueva el micrómetro para 
realizar la lectura. 
 
 
 
 
 
6. calibrador vernier universal. 
El vernier o también conocido como pie de rey, es un instrumento de medición que fue diseñado para medir con una 
gran precisión cualquier tipo de objeto, ya sea que tenga superficies internas, externas y/o profundidades. Cabe 
mencionar que este instrumento se utiliza principalmente para piezas pequeñas ya que difícilmente supera los 20 cm 
de largo. 
Las partes del pie de metro son: 
 Regla: Graduada en los sistemas métrico e inglés. 
 Pata fija: Con superficie de contacto a la pieza para medir exteriormente. 
 Pata móvil: Con superficie de contacto móvil a la pieza para medir exteriormente. 
 Punta fija: Parte fija de contacto con la pieza, para medir interiormente. 
 Punta móvil: Parte móvil de contacto con la pieza para medir interiormente. 
 Impulsor: Apoyo del dedo pulgar para desplazar el cursor. 
 Tornillo de fijación o freno: Fija la medida obtenida actuando sobre la lámina de ajuste. 
 Nonio: Escala que otorga la precisión del instrumento según su cantidad de divisiones. 
 Reglilla de profundidad: Está unida al cursor y sirve para tomar medidas de profundidad. 
Los fabricantes ofrecen una amplia variedad de calibres pie de rey que se adaptan a los diversos objetos a medir y 
también a los requerimientos del usuario, desde el momento en que hay incluso calibres para zurdos. 
De hecho, la tecnología actual ha avanzado como para sustituir la clásica escala Vernier por sofisticados mecanismos 
que incorporan relojes y microprocesadores, por lo que en el comercio encontraremos tres clases diferentes 
de calibres pie de rey basadas precisamente en su mecanismo de funcionamiento, con algunas variantes en cada una. 
Estas clases son las siguientes: 
 Calibres pie de rey universales 
 Calibres pie de rey con reloj o carátula 
 Calibres pie de rey digitales o electrónicos 
Aunque los diversos modelos que mencionaremos brevemente a continuación también están disponibles, o en algún 
momento lo estuvieron, para calibres universales, actualmente la mayoría ya se ha incorporado a la línea de calibres 
digitales. Veamos las variantes más comunes de calibres pie de rey digitales. 
https://www.ingmecafenix.com/otros/instrumentos-medicion/
7. Referencias 
 Profesorenlinea.cl. 2017. Metrología lineal: Instrumentos. [online] Available at: 
<https://www.profesorenlinea.cl/matematica/metrologia_lineal_instrumentos.html> [Accessed 27 
April 2016]. 
 herramientas, d., 2018. ¿Cómo usar un micrómetro de profundidad?. [online] De Máquinas y 
Herramientas. Available at: <https://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-de-
medicion/como-usar-un-micrometro-de-profundidad> [Accessed 9 July 2017]. 
 Infinitia Research. (2020). ENSAYO DE TRACCIÓN Y SU APLICACIÓN EN MATERIALES. Infinitia 
Research. https://www.infinitiaresearch.com/noticias/ensayo-de-traccion-y-su-aplicacion-en-
materiales/ 
 Ensayo de fatiga. (2019). Zwick//roell. https://www.zwickroell.com/es/sectores/ensayo-de-
materiales/ensayo-de-fatiga/