LABORATORIO N°2 MEDICIONES BASICAS CON CINTAS EXTENSOMÉTRICAS

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                                                       LABORATORIO N°2

                       MEDICIONES BASICAS CON CINTAS EXTENSOMÉTRICAS

                                                      Autores: Cárdenas Márquez Juana María.

                                                                            Godoy Poblete Matías Iván Ignacio.

                                                                            Saldivia Saldivia Pilar Francisca.

                                                                            Vidal Molina Claudio Andrés.

                                                           Profesor: Oyarzún Lemarie Milton.            

                                                           DMIL141 – Ingeniería Naval

                                                                                   Valdivia, 2018.

INDICE 

INTRODUCCIÓN____________________________________________________________3

• Objetivos Generales
• Objetivos Específicos

INSTRUMENTOS Y EQUIPOS UTILIZADOS________________________________________5

INTRODUCCIÓN TEÓRICA____________________________________________________8

PROCEDIMIENTOS__________________________________________________________12

RESULTADOS______________________________________________________________13

CONCLUSIÓN______________________________________________________________18

BIBLIOGRAFÍA_____________________________________________________________19

INTRODUCCION

La medición con cintas extensométrica permite determinar las deformaciones y variaciones en la resistencia eléctrica del material al aplicar fuerzas sobre el material, siendo este un ensayo no destructivo.

Fuerzas de compresión, tracción o torsión que son aplicadas sobre materiales elásticos, generan deformaciones que son trasmitidas a la galga, ésta responde con una variación de su propia resistencia eléctrica. Estos dispositivos requieren corriente o voltaje para trabajar; y que aplicados sobre un espécimen mide la fuerza ejercida a partir de la deformación resultante.  Las galgas se utilizan ampliamente en campos donde se requieren mediciones precisas de fuerza.

Estas mediciones pueden ser de tres tipos; estáticas, mixtas y dinámicas.

• Estáticas: Las referidas a soportes y estructuras resistentes sometidas a cargas fijas.
• Mixtas: Cuando se realizan sobre soportes y estructuras sometidas a la acción de cargas de variación rápidas.
• Dinámicas: Realizadas sobre acciones de variación rápida: fenómenos de vibración, impacto, entre otros.

El presente informe, está basado específicamente en el estudio y los efectos causados en cargas estáticas las cuales fueron aplicadas en una barra empotrada de acero.

• Objetivos Generales: 

Efectuar mediciones eléctricas de magnitudes mecánicas, a través de la aplicación de cintas extensométricas, junto con ello comprender los fundamentos de la medición de esfuerzos.

Establecer relación entre la deformación longitudinal y la variación de la resistencia eléctrica en una galga extensométrica.

• Objetivos Específicos:

• Determinar experimentalmente la deformación y esfuerzos sufrido por un material solicitado en tracción, flexión y torsión (cada uno y por separado).
• Determinar la distribución y los valores de esfuerzo normal, presentes en un elemento mecánico sometido a carga de tracción, flexión y torsión (cada uno y por separado).
• Comparar y analizar los valores de esfuerzo y deformación obtenidos experimentalmente con los valores determinados mediante cálculos.
• Obtener el porcentaje de discrepancia entre los datos experimentales y los datos calculados teóricamente.

INSTRUMENTOS Y EQUIPOS UTILIZADOS

• Cintas extensométricas o galgas:

Es un sensor que mide la deformación, presión, carga, par y posición, en estos ensayos se utiliza galgas metálicas las cuales tiene una variación en su tamaño de 0,4mm-150mm en condiciones normales y una resistencia variable entre 120 Ω y 5000 Ω.

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• Pórtico de carga:

Está fabricado por aluminio, el cual posee ojales y agujeros para facilitar el albergue de los objetos de medición, su medida es 450 x 480 mm aprox.

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• Objetos de medición:

Para tracción: Este instrumento tiene forma cilíndrica de mica el cua  en su interior se encuentran las galgas extensométricas, además posee dos ganchos, para sujetarlo al pórtico y para colgar los pesos.[pic 6][pic 7]

• Para flexión:  Esta es una barra de longitud 350 mm, el cual posee un gancho ajustable para poder variar el brazo palanca y además colgar los pesos.

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• Para torsión: Este medidor posee una barra de 500mm de longitud y un brazo palanca perpendicular a esta de 100mm, en el extremo de este se cuelgan los pesos.

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• Juego de pesas

 Estas son de forma cilíndrica de 5N, 10N y 0,5N de peso, además poseen un orificio en    medio para facilitar al momento de colgarlas en los objetos de medición.

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• Display

Este es un amplificador de las medidas que entregan las cintas extensométricas, tiene una pantalla digital de 4 dígitos con un rango de medición de +/- 2mV / V y una manecilla calibradora offset, su voltaje de entrada es de 230V (dato recopilado de fabricante alemán G.U.N.T Gerätebau GmbH) [pic 14]

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INTRODUCCIÓN TEORICA

El método de medición mediante cincas extensométricas permite determinar las deformaciones y con ellas determinar el estado de esfuerzos o tensiones de una pieza, o bien, de un modelo, al ser sometido a una cierta solicitación, ya sea, tracción, flexión o torsión

Una cinta extensométrica (stain gage), es una resistencia eléctrica sensible a la deformación mecánica, pueden tener una gran variedad de forma y tamaño como también de materiales constituyentes y de propiedades mecánicas o eléctricas.

Lo que se mide en una cinta extensométrica es la variación de resistencia eléctrica producida por un cambio de longitud, y estos cambios están relacionados de la siguiente manera:

  , donde    ΔR = variación de la resistencia eléctrica. [pic 16]

                                             F = factor de la cinta

                                             Ro = Resistencia inicial de la galga

                                             Lo = Longitud inicial de la cinta

                                              = Cambio de longitud de la galga. [pic 17]

                                       [pic 18]       

                                            Imagen [8]: Constitución de una galga con filamento

Donde  / Lo, es la deformación de la cinta extensométrica y se designa [pic 19][pic 20]

A partir de esta expresión se puede obtener el valor de la deformación , es decir el valor de la de  se puede expresar de la siguiente manera [pic 21][pic 22]

 =  [pic 23][pic 24][pic 25]

La ecuación recién descrita es el fundamento de la medición eléctrica de magnitudes eléctricas.

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