Ensayos Estáticos de Tensión y Compresión: Fundamentos y Requerimientos de Probetas

Ensayo Estático de Tensión

El ensayo en el cual una probeta es sometida a una carga axial gradualmente creciente. Lo anterior se logra sujetando los extremos opuestos de la pieza de material y separándolos hasta que ocurra la falla. Generalmente se hace en la prensa universal. El ensayo de tensión es significativo para materiales como los metales, ya que estos exhiben una gran tenacidad y, por tanto, son más adecuados y eficientes para recibir cargas tensivas. La sección transversal de la probeta puede ser **circular** (preferentemente por ser la geometría que ofrece las mejores ventajas), **cuadrada o rectangular**.

Tramo de Calibración en Probetas

Es el tramo marcado sobre el cual se toman las mediciones de alargamiento. El tramo de calibración siempre es un poco menor que la distancia entre cabeceras. Los puntos extremos del tramo calibrado deben ser equidistantes del centro del tramo de la sección reducida. La probeta debe ser simétrica con respecto a los ejes centroidales de la misma. Los extremos de las probetas redondas pueden ser: *simples, roscados o cabeceados*.

Dispositivos de Montaje para Ensayos

Funciones Clave

• Transmitir la carga desde los puentes de la máquina de ensayo hasta la probeta.
• Transmitir la carga de ensayo axialmente a la probeta.
• No introducir ningún otro tipo de solicitación (flexión o torsión).
• Deben estar diseñados para soportar cargas.
• No deben aflojarse durante el ensayo.

Realización de Ensayos de Tensión

En el ensayo comercial de tensión de los metales, las propiedades usualmente determinadas son:

Propiedades Determinadas en Ensayos Comerciales

• Límite de fluencia
• Resistencia máxima a la tensión
• Medidas de ductilidad (el % de alargamiento y el % de reducción del área)
• Tipo de fractura

Para materiales quebradizos, solamente la resistencia a la tensión y el carácter de la fractura se determinan comúnmente. Para ensayos más completos se suele determinar:

Propiedades Adicionales para Ensayos Completos

• Diagrama de esfuerzo-deformación
• Módulo de elasticidad
• Módulo de resiliencia
• Módulo de tenacidad
• Tipo y carácter de la fractura

Ensayo Estático de Compresión

Se realiza sometiendo una pieza de material a una carga en los extremos que produce una acción aplastante; así, la pieza se acorta en una dirección paralela y en el mismo sentido a la carga aplicada. El ensayo es significativo para materiales quebradizos o frágiles como el *concreto simple, el hierro fundido, el mortero* y *piezas de construcción*. Estos materiales se caracterizan por tener una elevada resistencia a la compresión, comparada con su resistencia a la tensión.

Limitaciones del Ensayo de Compresión

• La dificultad de aplicar una carga concéntrica o axial.
• Existe una tendencia al establecimiento de esfuerzos flexionantes provocados por irregularidades de alineación accidentales.
• La fricción entre los puentes de la máquina de ensayo y las superficies de los extremos de la probeta debido a la expansión lateral de esta.
• Las áreas seccionales, relativamente mayores de la probeta para ensayos de compresión, para obtener un grado apropiado de estabilidad de la pieza.

Lo anterior implica una mayor capacidad en las prensas que se utilizan para realizar ensayos de compresión.

Requerimientos para Probetas de Compresión

Para una distribución uniforme del esfuerzo en la probeta de compresión, una sección circular es preferible. Se debe seleccionar una relación entre la altura y el diámetro conveniente con el fin de evitar: **la tendencia al pandeo de la probeta** y **la fricción entre las caras de la probeta y los puentes de la máquina de ensayo**. Los extremos a los cuales se aplica la carga deben ser planos y perpendiculares a los ejes de la probeta, lográndolo mediante cabeceo.