Laboratorio Resistencias

"ENSAYO A TENSION DEL ACERO Y A COMPRESION DEL CONCRETO"

RESISTENCIA DE MATERIALES

MARIO ENRIQUE ANGEL AMAYA

COD. 20031279002

RAMIRO PINEDA VANEGAS

COD.9717927

PRESENTADO A : ING. JHON SAAVEDRA A.

UNIVERSIDAD DISTRITAL" FRANCISCO JOSE DE CALDAS "

FACULTAD TECNOLOGICA

TECNOLOGIA EN CONSTRUCCIONES CIVILES E ING.CIVIL

BOGOTA, MAYO 27 DEL 2011

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Desarrollar un análisis completo de los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio, mediante a graficas y cálculos los cuales permitan determinar conclusiones de los materiales ensayados en diferentes procesos, tales como acero a tensión en diferentes presentaciones (de sección redonda y cuadrada de media pulgada), y concreto a compresión, con diferentes datos (producto de varios ensayos y varios cilindros fallados). Que a su vez permitan el uso de diferentes métodos de cálculo.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Determinar los diferentes módulos del acero y del concreto mediante a las graficas y los métodos de cálculo previamente conocidos.

Realizar las debidas correcciones por métodos numéricos de cálculo a las graficas lo cual nos permita una más fácil y mejor lectura de los módulos ya mencionados.

Comparar los resultados, cálculos, conclusiones, y gráficos obtenidos de la experimentación en la vida real en un contraste con los resultados esperados desde el marco teórico de la experimentación de los aceros y del concreto.

Visualizar el cambio de geometría de la probeta al momento del ensayo en el laboratorio.

Diferencias las zonas presentes en las graficas del acero como la elástica, la plástica, etc.

ENSAYO A TENSION DE ACERO

MARCO TEORICO

Materiales utilizados comúnmente en la construcción, como el acero, están por lo general sometidos a esfuerzos y cargas, las cuales para el diseño de la estructura deben ser medidas para que de la mano con los esfuerzos permitidos por los materiales, hagan un conjunto eficaz de elementos los cuales sean el pilar de materiales base en la construcción, con el fin que el comportamiento obtenido no sobrepase los limites de uso optimo del material y no se presenten deformaciones, fallas o rupturas.

Las diferentes clases de esfuerzos a las cuales puede ser sometido un material por ejemplo pueden ser:

Compresión.

Torsión.

Tensión.

Etc.,

La tensión es una fuerza que tira; por ejemplo, la fuerza que actúa sobre un cable que sostiene un peso. Bajo tensión, un material suele estirarse, y recupera su longitud original si la fuerza no supera el límite elástico del material. Bajo tensiones mayores, el material no vuelve completamente a su situación original, y cuando la fuerza es aún mayor, se produce la ruptura del material.

ENSAYO A TENSION:

El acero, debe ser sometido a un ensayo de tensión, para medir cual es la capacidad de cada tipo de acero, respecto a la carga, y los esfuerzos que se le implanten a este mismo, el ensayo de tensión es utilizado para evaluar, como ya lo mencionamos, las propiedades mecánicas de los materiales, (en nuestro caso del acero) dentro de las cuales podemos nombrar la resistencia, de vital importancia en materiales metálicos como el acero.

Es definido como un ensayo destructivo del elemento a fallar y a analizar, el cual consta de una muestra que se deforma respecto al esfuerzo sometido, generalmente hasta el punto de ruptura, de manera que desde la deformación 0, se va aumentando gradualmente la tensión aplicada de forma uniaxial a lo largo de el eje longitudinal de la probeta hasta el punto de ruptura o falla.

Se realiza mediante a la maquina universal de ensayos; la consiste en dos mordazas una fija y otra móvil, en la cual se procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza móvil previamente mencionada, se impone la deformación desplazando el cabezal móvil a una velocidad ajustable, previamente graduada respecto a las cargas y esfuerzos, utilizando un extensómetro se mide la elongación resultante a medida que va avanzando el ensayo, con cual tenemos los resultados finales, base de la grafica de tensión vs. Deformación.

DIAGRAMAS DE ESFUERZO O DEFORMACION UNITARIA:

Teóricamente; definida como la curva resultante graficada con los valores del esfuerzo y la correspondiente deformación unitaria en la muestra fallada, madre de los datos obtenidos en el laboratorio, resultados los cuales han sido calculados con los datos obtenidos previamente en laboratorio.

Dichos cálculos son los esfuerzos, los cuales son producto de coger la carga inducida a la muestra, en Toneladas, y convertirla a Newton, y coger la deformación unitaria o ∆L, y dividirlo en la longitud inicial de la muestra, de la siguiente manera:

"Formula de esfuerzo, cita que esfuerzo es igual a fuerza aplicada sobre área de la sección transversal del elemento donde se aplica la carga"

"Formula de la deformación unitaria, cita que el delta de longitud sobre la longitud es una medida de deformación, generalmente dada en mm/mm"

Con lo cual obtenemos una grafica de tipo estándar la cual permite realizar la lectura de los diferentes módulos y puntos de la muestra de acero a analizar:

"Grafica de deformación vs esfuerzo (a)"

"Grafica teórica de esfuerzo Vs. Deformación"

Estos dos Gráficos, difieren en lugar de utilizar para todos los cálculos el área de la sección transversal y la longitud originales de la muestra para calcular el esfuerzo y la deformación unitaria podríamos haber utilizado el área de la sección transversal y la longitud reales de la probeta utilizada para el ensayo en el instante en el cual la carga se esta midiendo.

Los valores de el esfuerzo y los valores de la deformación unitaria calculados desde estas mediciones se llaman esfuerzo real, y deformación unitaria real, y la graficacion o dibujo de estos valores se llama diagrama real de esfuerzo vs deformación unitaria.

Para los cálculos, y la lectura apropiada de la grafica hay que tener en cuenta muchos factores, como lo son la Ley de Hooke, el Modulo de Resilencia, el Modulo de tenacidad, el limite de elasticidad o limite plástico y el limite de proporcionalidad.

LEY DE HOOKE:

Aplica únicamente donde se exhibe una relación lineal de los esfuerzos vs a las deformaciones unitarias dentro de la región elástica, por consiguiente un aumento en el esfuerzo causa un aumento proporcional de la deformación unitaria, este hecho fue descubierto por Robert Hooke en 1676, mediante a experimentación en los resortes y se conoce como ley de Hooke, puede expresarse matemáticamente como:

MODULO DE RESILENCIA:

En particular cuando el esfuerzo alcanza el limite de proporcionalidad, a la densidad de la energía de deformación unitaria, se llama modulo de Resiliencia, esto es cuando en la región elástica del diagrama de esfuerzo-deformación unitaria, es equivalente al área bajo la curva triangular bajo la zona elástica, la resiliencia de un material representa físicamente la capacidad de este de absorber energía sin ningún daño permanente en el material.

MODULO DE TENACIDAD:

Otra propiedad importante de un material es el modulo de tenacidad, esta cantidad o magnitud representa el área total dentro del diagrama de esfuerzo-deformación, y por consiguiente indica la densidad de la energía de deformación unitaria del material precisamente antes de que se rompa. Esta propiedad resulta importante cuando se diseñan miembros que pueden sobrecargarse accidentalmente. Los materiales con un modulo de tenacidad elevado se distorsionaran mucho debido a una sobrecarga; sin embargo pueden ser preferibles a aquellos con un valor bajo, puesto que los materiales que tienen un u bajo pueden fracturarse de manera repentina sin indicio alguno de una falla próxima.

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS:

MAQUINA UNIVERSAL DE ENSAYOS: Una máquina semejante a una prensa con la que es posible someter materiales a ensayos de tracción y compresión para medir sus propiedades. La presión se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos o un sistema hidráulico.

CALIBRADOR PIE DE REY: es un instrumento para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro). En la escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada, y, en su nonio, de 1/128 de pulgadas.

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PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

Para ambos casos, en la probeta de sección circular y de sección cuadrada, se deben instalar las probetas en los cabezales de la maquina universal de ensayos, para posteriormente asegurar una de las mimas, con el fin de empezar a cargar la probeta con las fuerzas de tensión, y con el cabezal no asegurado dar el desplazamiento necesario para determinar la deformación respecto a la carga, tras unos minutos de espera y observar como se presenta

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