PRÁCTICA: FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE.
Enviado por MarianaYen • 13 de Febrero de 2017 • Prácticas o problemas • 1.073 Palabras (5 Páginas) • 599 Visitas
PRÁCTICA: DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE FUERZAS INTERNAS DE UNA ARMADURA.
INTRODUCCIÓN.
La resolución de una armadura consiste en determinar las reacciones en los apoyos y las fuerzas internas de cada de uno de sus elementos, sabiendo que las fuerzas internas pueden trabajar a tensión o compresión.
El objetivo la solución analítica de la estructura de una armadura, en este caso del tipo Warren es obtener los datos del comportamiento interno de la estructura que satisfaga su diseño y finalmente poder realizar una interpretación de las interacciones a las que está expuesta la armadura de manera adecuada.
Sabiendo que se cuenta con las herramientas analíticas apropiadas para llevar a cabo el análisis se propone la comparación con el uso de los métodos teóricos de análisis estructural, utilizando las ecuaciones de la estática y procedimientos como el método de nodos o secciones; y métodos experimentales que utilizan un equipo técnico adecuado, en este caso se utilizará un strain gage o un extensómetro que es un dispositivo de medida universal que se utiliza para la medición electrónica de diversas magnitudes mecánicas como pueden ser la presión, carga, deformación, posición, etc.
El análisis del comportamiento interno de una armadura toma importancia al momento de su diseño, por este motivo se necesitan resultados lo más cercano a la realidad.
DESARROLLO
Analizar una armadura tipo Warren utilizando un método analítico y uno experimental mediante el sensor strain gage. El primer método utilizado es el de nodos, con el fin de obtener las reacciones y cargas en la barra 1, 2 y 3 de la armadura.
Armadura tipo Warren propuesta:
[pic 1]
Su diagrama será:
[pic 2]
- Cálculo de Grado de Hiperestaticidad
[pic 3]
[pic 4]
[pic 5]
- Cálculo de reacciones
[pic 6]
[pic 7]
[pic 8]
[pic 9]
[pic 10]
[pic 11]
[pic 13][pic 12]
[pic 14]
[pic 16][pic 15]
- Cálculo de cargas internas
NODO A
[pic 18][pic 19][pic 17]
[pic 20]
[pic 22][pic 21]
[pic 23]
NODO B
[pic 24]
[pic 26][pic 25]
[pic 27]
Resumen de las barras 1, 2 y 3. (AB, BC, CD):
[pic 28][pic 29][pic 30][pic 31]
Obteniendo la información anterior utilizando el método de nodos, se continúa con el análisis experimental empleando una armadura tipo Warren hecha de acrílico, ensamblada en un marco que facilita su fijación y manipulación.
La armadura está unida por medio de pasadores y articulados adecuadamente en cada uno de sus elementos, las cargas externas a la que está sometida se le aplican en las juntas utilizando un conjunto de pesos de 20 y 15 N, respectivamente en los nodos C y E. De soporte para la armadura se observan dos apoyos, un fijo en el nodo A y un móvil en el nodo H.
Toda la armadura se conecta por medio de cables y sensores a la interfaz del aparato, facilitando la captura de los datos requeridos. El aparato acepta entrada de fuerzas y deformaciones.
Una vez montada la armadura adecuadamente, se espera a que el sensor strain gage obtenga los datos de las fuerzas.
Por lo tanto en la barras 1,2 y 3 se obtuvo la carga de macro deformación aplicada, utilizando el sensor que cada parte de la armadura posee. Una vez obtenidos los resultados se continua a elaborar una tabla comparativa donde el error aceptado será +- 5%.
También se deben considerar los siguientes datos al elaborar la tabla:
Donde[pic 32]
VT= valor teórico
VE= valor experimental
Donde[pic 33]
F= Fuerza interna de la armadura (N)
E=Módulo elástico (Acrilico 2500 N /mm2)
A= Área (25 mm x 10 mm = 250 mm2)
= Macro Deformación (x10-6)[pic 34]
RESULTADOS
Tabla comparativa
Barra | Valor Teórico | V (x10-6)[pic 35] | Valor Experimental | % Error |
1 | -21.7563 | 34 x10-6 | 21.25 | 2.32% |
2 | 10.878 | -17 x10-6 | -10.625 | 2.32% |
3 | 21.7563 | -34 x10-6 | -21.25 | 2.32% |
CONCLUSIONES
El análisis estructural interno de una armadura es importante para poder observar el comportamiento de su diseño al ser sometido a fuerzas o tensiones, por lo que es necesario obtener resultados lo más cercano a la realidad. Al momento de comparar los datos obtenidos de ambas formas, el porcentaje de error fue menor de 5% lo que indica que las condiciones y maneras por las cuales los recabamos fueron correctas.
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