Con que se hace el ensayo de tension en polimeros

Ensayo de tracción

El ensayo de tracción, también conocido como ensayo de tensión,[1] es un ensayo fundamental de la ciencia de los materiales y la ingeniería en el que una muestra se somete a una tensión controlada hasta el fallo. Las propiedades que se miden directamente mediante un ensayo de tracción son la resistencia final a la tracción, la resistencia a la rotura, el alargamiento máximo y la reducción de área[2] A partir de estas mediciones también se pueden determinar las siguientes propiedades Módulo de Young, relación de Poisson, límite elástico y características de endurecimiento por deformación[3] El ensayo de tracción uniaxial es el más utilizado para obtener las características mecánicas de los materiales isótropos. Algunos materiales utilizan el ensayo de tracción biaxial. La principal diferencia entre estas máquinas de ensayo es la forma de aplicar la carga sobre los materiales.

La preparación de las probetas depende de la finalidad del ensayo y del método de ensayo o especificación que lo rija. Una probeta de tracción suele tener una sección transversal estandarizada. Tiene dos hombros y una sección de agarre entre ellos. Los hombros y la sección de agarre suelen ser más grandes que la sección de calibre en un 33% [4] para poder agarrarlos fácilmente. El menor diámetro de la sección de calibre también permite que la deformación y el fallo se produzcan en esta zona[2][5].

Pruebas de tracción para diferentes tipos de polímeros

Las normas ISO 527-1 (principios generales) e ISO 527-2 (condiciones de ensayo para materiales de moldeo y extrusión) describen los ensayos de tracción en plásticos. El principio rector de la norma ISO 527 es la alta reproducibilidad de los resultados de los ensayos entre laboratorios, empresas y fronteras nacionales.

En este ensayo de tracción se determinan las propiedades mecánicas esenciales del material de moldeo. Tanto la norma ISO 527-1/-2 como la ASTM D638 definen métodos de prueba para ensayos de tracción.Las dos normas son técnicamente equivalentes, pero no proporcionan resultados completamente comparables, porque las formas de las probetas, las velocidades de ensayo y el método de determinación de los resultados difieren en algunos aspectos.En el ensayo de tracción normalizado, los resultados se basan en una velocidad de extracción de la probeta definida. Sin embargo, las cargas en un componente o estructura en servicio real pueden estar dentro de un rango muy amplio de la velocidad de deformación. Debido a las propiedades viscoelásticas de los polímeros, normalmente se obtienen propiedades mecánicas diferentes a las medidas en una probeta estandarizada bajo velocidades de deformación alteradas. Por esta razón, los valores característicos determinados en un ensayo de tracción sólo son de limitada idoneidad para el diseño de componentes, pero representan una base muy fiable para la comparación de materiales.

Pruebas de polímeros

Es una de las técnicas de ensayo mecánico más comunes. Se utiliza para averiguar la resistencia de un material y también cuánto se puede estirar antes de que se rompa. Este método de ensayo se utiliza para determinar el límite elástico, la resistencia a la tracción final, la ductilidad, las características de endurecimiento por deformación, el módulo de Young y la relación de Poisson.

El límite elástico es el punto en el que se produce la deformación plástica bajo tensión. Se determina durante el ensayo sobre una longitud de galga medida mediante el uso de dispositivos conocidos como extensómetros.  Los dispositivos pueden ser mecánicos de pinza o de vídeo cuando la falta de contacto es una limitación, por ejemplo, en los ensayos a temperatura elevada.

El UTS es la tensión máxima a la que se expone una probeta durante el ensayo. Puede diferir de la resistencia a la rotura de la probeta en función de si es frágil, dúctil o tiene propiedades de ambas. Estas propiedades del material pueden cambiar en función del entorno, por ejemplo en condiciones de calor o frío extremos.

El módulo de elasticidad, también conocido como módulo de Young, mide la rigidez de una probeta, por lo que el material volverá a su estado original una vez retirada la carga. Una vez que el material se ha estirado hasta el punto en que ya no vuelve a su longitud original y se muestra una deformación permanente, la Ley de Hooke deja de aplicarse. Esto se conoce como el límite elástico o proportonal (también el límite elástico).

Astm d638 pdf

La capacidad de resistencia a la rotura bajo esfuerzo de tracción es una de las propiedades más importantes y ampliamente medidas de los materiales utilizados en aplicaciones estructurales. La fuerza por unidad de superficie (MPa o psi) necesaria para romper un material de esta manera es la resistencia a la tracción final o la resistencia a la tracción en la rotura . La velocidad a la que se separa una muestra en el ensayo puede oscilar entre 0,2 y 20 pulgadas por minuto e influirá en los resultados. El ensayo análogo para medir las propiedades de tracción en el sistema ISO es el ISO 527. Los valores reportados en las pruebas ASTM D638 e ISO 527 en general no varían significativamente y cualquiera de las pruebas proporcionará buenos resultados al principio del proceso de selección de materiales. Los métodos de ensayo de tracción separados se aplican normalmente a las películas de polímeros (ASTM D882 o ISO 1184) y a los elastómeros (ASTM D412 o ISO 37).La figura siguiente, de Mitsubishi Chemical Advanced Materials, muestra la geometría del ensayo.

ASTM D638: Para este ensayo, las muestras de plástico se mecanizan a partir de formas estándar o se moldean por inyección. La máquina de ensayo de tracción tira de la muestra desde ambos extremos y mide la fuerza necesaria para separar la muestra y cuánto se estira la muestra antes de romperse.

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