PROBLEMAS DE ENSAYOS DE MATERIALES III.
ENSAYO DE TRACCIÓN, DUREZA Y RESILENCIA
EJERCICIOS DE CONSOLIDACIÓN
1. Calcule el módulo de elasticidad (E) en MPa, la dureza Brinell, expresada según la norma y la
resiliencia (ρ) en J/mm2, de un material, teniendo en cuenta que:
a. Una probeta de 100 mm de longitud y 150 mm2 de sección, se alarga 0.080 mm cuando
se carga con 15 kN (SOL: E = 125000MPa).
b. Una bola de diámetro D=2.5 mm, al aplicarle una fuerza de 188.5 kp durante 20 s, deja
una huella de 0.24 mm de profundidad. Recuerde que el área de la huella que deja una
bola de acero de diámetro D al penetrar la probeta una profundidad f es A=πDf (SOL:
100 HB 2.5 188.5 20).
c. La maza de 20 kg de un péndulo de Charpy, cae desde 1 m de altura sobre una probeta
de 400 mm2 de sección y asciende 45 cm después de romper la probeta (g=9.81 m/s2)
(SOL: 0.269 J/mm2).
2. Identifica el nombre de la propiedad mecánica de los materiales que más se ajusta a las
siguientes definiciones.
a. Resistencia que opone un cuerpo a ser penetrado por otro.
b. Capacidad de un cuerpo de recobrar su forma primitiva cuando cesa la causa que lo
deforma.
c. Capacidad de un sólido de adquirir deformaciones permanentes sin llegar a la rotura.
d. Capacidad de deformarse plásticamente y extenderse en forma de hilos cuando son
sometidos a tracción.
e. Capacidad de algunos de poder deformarse plásticamente y extenderse en forma de
láminas cuando son sometidos a esfuerzos de compresión.
f. Capacidad de absorber energía frente a esfuerzos exteriores, antes de romperse o
deformarse.
g. Resistencia a la rotura por esfuerzos de magnitud o sentido variables.
h. Capacidad de absorber energía en la zona elástica al someterlo a un esfuerzo de
rotura.
i. Cualidad de tener el límite de elasticidad y el de rotura muy próximos, es decir,
carecer de zona plástica.
j. Resistencia que oponen las moléculas de los materiales a separarse unas de otras.
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PROBLEMAS DE ENSAYOS DE MATERIALES III.
ENSAYO DE TRACCIÓN, DUREZA Y RESILENCIA
3. En un determinado proceso, se mide la resiliencia de un material, para lo que se usa un
péndulo de Charpy. La probeta que se utiliza tiene una sección cuadrada de 225 mm2,
obteniendo un valor de 225 J/cm2. Si el martillo empleado tiene una masa de 30 kg y se lanza
desde una altura de 2.4 m, calcule la energía empleada en romper la pieza. Considere g=9.81
m/s2. (SOL: 506.25J)).
4. Calcule la dureza Vickers de un material sabiendo que el punzón de diamante, al aplicarle
una carga de 981 N durante 15 s, deja una huella de diagonal d=0.153 mm. Exprese la dureza
según la norma. Considere g=9.81 m/s2.(SOL: 7936.5 HV 100 15).
5. Se aplica un esfuerzo de tracción a una probeta de 120 mm2 de sección y 150 mm de longitud
alargándose la misma hasta los 150.203 mm. Si el módulo de Young del material es de 0.302
MN/mm2, determine el esfuerzo unitario y la fuerza aplicada. (SOL: σ = 408.61 MPa; F = 49.032
kN).
6. Determine cuál será el alargamiento soportado por una barra cuadrada de 1.50 cm de lado y
15 cm de longitud cuando está sometida a una carga de tracción de 15 KN, siendo su módulo
de Young E= 1.5 MN/cm2 y su límite de proporcionalidad elástico 150 MPa. (SOL: 0.6667 mm)).
7. Calcule la dureza Brinell de un material en kp/mm2 sabiendo que en el ensayo se ha usado
una bola de acero de diámetro D=1.5 cm, sometida a una fuerza de 35 kN durante 12 segundos.
Como resultado se ha obtenido una huella de profundidad f=1.38 mm. Exprese la dureza
según la norma. Considere g=9.81 m/s2. (54.9 HB 15 3570 12).
8. En un ensayo de resiliencia se utiliza un péndulo de Charpy con un martillo de 40 kg que se
deja caer desde una altura de 1600 mm. Después de romper una probeta de hormigón de 7cm2
de sección, el martillo sube hasta una altura de 40 cm. Calcule cuánto vale la resiliencia en
J/cm2 del hormigón que se ha utilizado. (SOL: 67.27 J/cm²)
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