LA TERMODINAMICA BALANCE DE ENERGIA

EXPERIENCIA #3. Ensayo de Torsión

Brandon Vargas Pérez

branjohan@gmail.com

1. INTRODUCCION

En diferentes mecanismos, como los motores, se encuentras varillas en las cuales se ejerce una fuerza, esa puede producir un momento el cual hace que esta varilla rote en su mismo eje, y produzca un momento torsor, lo cual hay que tener en cuenta, para escoger que material es más conveniente a la hora de soportar dichos esfuerzos.

1. OBJETIVOS

1. Objetivo general: Determinar el módulo de rigidez de los materiales ensayados

1. Objetivos específicos

• Conocer el manejo y funcionamiento de la máquina de ensayos de torsión
• Determinar la relación entre el momento torsor y la deformación angular para los materiales ensayados
• Comparar los resultados obtenidos de los materiales ensayados

1. MARCO TEORICO

Cualquier vector colineal con un eje geométrico de un elemento mecánico se denomina torsor. Se Consideran las siguientes hipótesis:

• Sobre el cilindro actúa un torsor puro (mismo momento torsor en cualquier sección), y las secciones transversales analizadas están lejos de cambio de sección y lejos de punto de aplicación de carga.
• Secciones transversales plana y paralelas antes de aplicación del torsor permanecen así después de torsión, y líneas de rectas permanecen rectas.
• Se cumple la ley de Hooke

[pic 2]

Figura (1) Momento torsor [1]

1. ECUACIONES

Ecuaciones usadas

      [pic 3]

Ecuación (1) Torsión

   [pic 4]

Ecuación (2) Modulo de rigidez

[pic 5]

Ecuación (3) Momento polar de inercia

[pic 6]

Ecuación (4) Angulo

1. MATERIALES

Materiales utilizados en esta experiencia:

• Máquina de ensayo de fricción
• Extensómetro
• Vernier
• Probetas
• Pesos

[pic 7]

Figura (2). Materiales Usados

1. MONTAJE

Primero se tomó la probeta de bronce, se le tomo la medida del diámetro con el vernier a la probeta de acero, luego se tomó dicha probeta y se fijó a las mordazas fijas y móviles de la máquina de torsión, ajustándolo con los tornillos de fijación, al haber realizado lo anterior se prosiguió con montar el extensómetro y se calibro en cero. Se le aplico distintas cargas de 2.5, 7.5, 12.5, 17.5, 22.5 Newton. Este proceso se realizó con las distancias de 550 mm y se le realizo también a las probetas de acero y aluminio.

Como segunda parte de esta experiencia se hizo el mismo procedimiento que en la primera parte solo que se dejó una carga constante de 12,5N y se cambió la longitud de la probeta con valores de 35cm y 45cm

1. TABLA DE DATOS Y GRAFICOS

Las tablas de resultados están en la hoja Excel anexada en él envió

1. CONCLUSIONES

• Se conoció el funcionamiento de la máquina de torsión, de cómo se colocaban los instrumentos y cómo ajustar el extensómetro. También se puede decir que: La relación que existe entre el momento torsor y el ángulo de torsión es que los dos siempre serán constantes en la formula, solo variaran cuando la longitud del material sea más corta o más extensa
• El ángulo máximo de giro se produce en el extremo del cilindro, y en la sección empotrada el ángulo de giro es nulo.
• La tensión a cortadura máxima se produce en la periferia del cilindro
• En las gráficas de la parte 1 podemos notar que la línea Tvsθ aumenta linealmente
• En las gráficas de la parte 2 vemos que mientras la carga es constante y varia la longitud de la probeta sus ángulos aumentan

1. BIBLIOGRAFIA

GERE, James y TIMOSHENKO, Stephen. Mecánica de Materiales: 4 ed. International Thomson Editores. México 2000

[1] 1.5.6. Torsión

 [2] Manual del Laboratorio de Resistencia de Materiales

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