Resistencia a la tracción versus límite elástico: lo que realmente transportan las correas y eslingas de carga

Resistencia a la tracción y límite elástico: la respuesta corta

El límite elástico es la tensión a la que un material deja de comportarse elásticamente y comienza a deformarse permanentemente. Por debajo de ese punto, una correa se estira bajo carga y vuelve a su longitud original cuando se suelta la carga. Por encima queda parte del tramo.

La resistencia a la tracción, más precisamente la resistencia máxima a la tracción (UTS), es la tensión más alta que alcanza el material en una prueba de tracción. Una vez que la curva pasa ese pico, la muestra se estrecha y luego se fractura.

• Para materiales dúctiles, la resistencia a la tracción es siempre el mayor de los dos números.
• El límite elástico rige cuando la deformación permanente es la falla que no puede aceptar: una correa estirada, un soporte doblado, una carga que se desplaza porque se perdió la tensión.
• La resistencia a la tracción gobierna cuando la fractura es el fallo que no se puede aceptar, y nunca se convierte en un límite de trabajo por sí solo; Los estándares del producto lo dividen primero por un factor de seguridad.

La regla práctica: la fluencia decide si una pieza aún encaja y mantiene tensión, la tracción decide si se rompe y el factor de seguridad es la distancia que un diseñador mantiene entre las dos.

Leyendo la curva tensión-deformación

Una prueba de tracción tira de una muestra a una velocidad controlada y registra la tensión (fuerza dividida por la sección transversal original) contra la deformación (extensión dividida por la longitud original). La curva tiene tres etapas reconocibles.

1. Etapa elástica: la línea es recta, la tensión es proporcional a la deformación y la descarga devuelve la muestra a su longitud original.
2. Etapa de fluencia y plástica: la curva se aleja de la línea recta, la deformación se vuelve permanente y el endurecimiento por deformación aumenta aún más la tensión a medida que aumenta la extensión.
3. Estricción y fractura: después del pico, la sección transversal se estrecha localmente, la tensión de ingeniería cae y la muestra se rompe.

Dos convenciones importan cuando se leen datos de proveedores. A los metales sin un límite elástico definido, incluidas la mayoría de las aleaciones de aluminio y muchos aceros, se les asigna un límite elástico compensado del 0,2%: la tensión en la que la curva se ha desviado un 0,2% de la línea elástica. Y la caída después del pico es en parte geométrica, porque la tensión de ingeniería se calcula en el área original incluso cuando el área real se reduce.

¿Qué te dice la resistencia a la tracción en la práctica?

La resistencia máxima a la tracción es un máximo, no un margen. Marca el fin del transporte de carga útil, y en materiales dúctiles llega con un aviso visible: la correa se alarga, la pintura se agrieta, un eslabón de la cadena se estira. En materiales frágiles, como algunas piezas fundidas y herrajes endurecidos, el rendimiento y la resistencia a la tracción están muy juntos, por lo que casi no hay advertencia alguna, razón por la cual esos elementos conllevan factores de seguridad más amplios y requisitos de inspección periódica.

Los datos de tracción solo viajan de manera confiable cuando el método de prueba viaja con ellos. Las pruebas de tracción de metales siguen la norma ASTM E8 o ISO 6892-1, mientras que las correas se prueban según la norma de producto relevante, como EN 12195-2 para correas de amarre. Comparar una resistencia a la rotura cotizada con un método con una calificación derivada de otro es un error común en las adquisiciones.

Desde el número de material hasta la capacidad nominal

Ningún producto estándar permite al usuario trabajar con resistencia a la tracción. Cada estándar fija una relación entre la resistencia a la rotura del componente y la clasificación impresa en la etiqueta, y esa relación es donde los datos del material se encuentran con la adquisición.

Para correas de amarre según EN 12195-2, la capacidad de amarre marcada (LC) no puede exceder la mitad de la resistencia a la rotura de la correa, y la etiqueta también lleva la fuerza de tensión estándar (STF) que no debe exceder el tensado manual. Por lo tanto, una correa de poliéster de 50 mm marcada con LC 2.500 daN tiene una resistencia a la rotura de al menos 5.000 daN. En Norteamérica, la guía WSTDA funciona con un factor de diseño de 3:1, por lo que una correa de 2 pulgadas anunciada con una resistencia a la rotura de 10,000 lb normalmente tiene una carga de trabajo de alrededor de 3,333 lb.

En lo que respecta a la fabricación, se eligen correas de poliéster de alta tenacidad precisamente porque ofrecen más resistencia a la rotura por gramo de hilo, lo que mantiene la correa liviana y deja espacio para la cabeza por encima de su capacidad de amarre. Una correa resistente de 3 pulgadas con esa construcción es un buen ejemplo de un producto en el que la etiqueta, el informe de prueba y el estándar deben coincidir.

Correa de amarre con trinquete de poliéster de 3 pulgadas con ganchos en J dobles Una correa de poliéster de alta tenacidad de 3 pulgadas con ganchos dobles en forma de J, 27 pies de largo, límite de carga de trabajo de 5,400 lb y resistencia a la rotura de 16,200 lb para asegurar cargas pesadas. Ver producto →