Resistencia a la tracción

Resistencia máxima a la tracción ( UTS ), a menudo abreviada a resistencia a la tracción ( TS ), resistencia máxima o dentro de las ecuaciones, [1] [2] [3] es la tensión máxima que un material puede soportar mientras se estira o tira antes de romperse. En materiales frágiles , la resistencia a la tracción última está cerca del límite elástico , mientras que en los materiales dúctiles la resistencia a la tracción final puede ser mayor.

La resistencia máxima a la tracción generalmente se encuentra realizando una prueba de tracción y registrando la tensión de ingeniería frente a la deformación . El punto más alto de la curva tensión-deformación es la máxima resistencia a la tracción y tiene unidades de tensión. El punto equivalente para el caso de compresión, en lugar de tensión, se llama resistencia a la compresión .

Las resistencias a la tracción rara vez tienen consecuencias en el diseño de elementos dúctiles , pero son importantes con elementos frágiles. Están tabulados para materiales comunes como aleaciones , materiales compuestos , cerámica , plásticos y madera.

La máxima resistencia a la tracción de un material es una propiedad intensiva ; por lo tanto, su valor no depende del tamaño de la muestra de prueba. Sin embargo, dependiendo del material, puede depender de otros factores, como la preparación de la muestra, la presencia o no de defectos en la superficie, y la temperatura del entorno de prueba y del material.

Algunos materiales se rompen de forma muy brusca, sin deformación plástica , en lo que se denomina rotura por fragilidad. Otros, que son más dúctiles, incluida la mayoría de los metales, experimentan cierta deformación plástica y posiblemente un estrechamiento antes de fracturarse.

La resistencia a la tracción se define como un esfuerzo, que se mide como fuerza por unidad de área. Para algunos materiales no homogéneos (o para componentes ensamblados) se puede informar simplemente como una fuerza o como una fuerza por unidad de ancho. En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad es el pascal (Pa) (o un múltiplo del mismo, a menudo megapascales (MPa), usando el prefijo SI mega ); o, equivalentemente a pascales, newtons por metro cuadrado (N / m 2 ). Una unidad habitual en los Estados Unidos son libras por pulgada cuadrada (lb / in 2o psi). Kilolibras por pulgada cuadrada (ksi o, a veces, kpsi) es igual a 1000 psi y se usa comúnmente en los Estados Unidos para medir las resistencias a la tracción.

Dos prensas aplican tensión a una muestra tirando de ella, estirando la muestra hasta que se fractura. La tensión máxima que soporta antes de fracturarse es su máxima resistencia a la tracción.
Figura 1: Curva tensión-deformación (σ – ε) de "ingeniería" típica del aluminio
  1. Fuerza final
  2. Fuerza de producción
  3. Esfuerzo límite proporcional
  4. Fractura
  5. Deformación compensada (típicamente 0,2%)
figura 2: Curva tensión-deformación "Ingeniería" (rojo) y "verdadera" (azul) típica del acero estructural .
Muestra de barra redonda después de la prueba de tensión de tracción
Muestras de prueba de tracción de aluminio después de la rotura
Algunas partes muestran la forma de "taza" y otras muestran la forma de "cono"