RESISTENCIA DE MATERIALES. INFORME PRACTICA DE LABORATORIO ESFUERZOS DE TRACCION Y COMPRESION

RESISTENCIA DE MATERIALES

INFORME PRACTICA DE LABORATORIO ESFUERZOS DE TRACCION Y COMPRESION

JOSE INFANTE QUIJANO

201310080

[pic 1]

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

FACULTAD SEDE SECCIONAL SOGAMOSO

ESCUELA INGENIERIA EN MINAS

ÁREA MECÁNICA DE SOLIDOS

SOGAMOSO

2015

RESISTENCIA DE MATERIALES

INFORME PRACTICA DE LABORATORIO ESFUERZOS DE TRACCION Y COMPRESION

JOSE INFANTE QUIJANO

201310080

PASCUAL FONSECA

Ingeniero de vías y transporte

[pic 2]

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

FACULTAD SEDE SECCIONAL SOGAMOSO

ESCUELA INGENIERIA EN MINAS

ÁREA MECÁNICA DE SOLIDOS

SOGAMOSO

2015

OBJETIVOS

• Conocer e identificar los diferentes tipos de  ensayo que se le puede realizar a cada uno de los materiales según sus propiedades (compresión, tracción)

• Desarrollar el concepto de esfuerzo y deformación experimentalmente en diferentes materiales (lutita, mortero, pino, acero y aluminio)

• Determinar algunas propiedades mecánicas de cada material al cual se le realizo el ensayo; propiedades como: límite de proporcionalidad, límite de elasticidad, punto de fluencia, esfuerzo último, esfuerzo de ruptura, esfuerzo admisible.

• Determinar el módulo de elasticidad para cada material por medio de la ley de Hooke

• Conocer la diferente maquinaria que se utiliza para llevar a cabo el procedimiento de  deformación de las probetas  por medio de ensayos de compresión y tracción.

MARCO TEORICO

El esfuerzo (): se calcula dividiendo la carga axial entre el área (A), se considera constante inicialmente, teniendo en cuanta que este valor es el esfuerzo teórico. Posteriormente se calcula el esfuerzo, dividiendo la carga entre el área instantánea, es decir, corrigiendo el área en cada punto del esfuerzo real tanto a tensión como a compresión, para efectos prácticos se considera el primer valor para el cálculo de las curvas. ). [pic 3][pic 4]

Deformación unitaria (): es el cociente del alargamiento (deformación total) y la longitud en la que se ha producido, por lo tanto: ().[pic 5][pic 6]

Diagrama de esfuerzo – Deformación

La forma general del diagrama de esfuerzo-deformación unitaria, para una probeta puede subdividirse en cuatro regiones:

1. Límite de elástico o de proporcionalidad.
2. Limite aparente de proporcionalidad.
3. Límite de fluencia.
4. Esfuerzo último.

Límite elástico o de proporcionalidad: El diagrama comienza con una línea recta, que va del origen al punto A, lo que significa que la relación esfuerzo-deformación unitario es lineal y proporcional. Ley de Hook () en la que () es la deformación unitaria, y (E) el módulo de elasticidad.[pic 7][pic 8]

Limite aparente de proporcionalidad: Está estrechamente asociado al punto de fluencia se aplica en concepto a aquellos materiales que no tiene un punto de fluencia bien definido, o que carecen de el, mediante un procedimiento de equiparación en los que sí lo tienen.

Módulo Elástico (E): La pendiente de la línea recta de 0 hasta A con las mismas unidades del esfuerzo.  ()[pic 9]

Límite de Fluencia:   con un incremento del esfuerzo más allá del límite de proporcionalidad la deformación unitaria empieza a crecer, y la pendiente se vuelve menor hasta el punto B de hasta que se vuelva horizontal, en este punto ocurre un alargamiento si incremento de carga y este fenómeno se conoce como fluencia, y el esfuerzo se conoce como esfuerzo de fluencia.

Esfuerzo último: también conocido como límite de resistencia, es la máxima ordenada de la curva esfuerzo-deformación.

Esfuerzo de trabajo: es el esfuerzo real que soporta el material bajo la acción de unas cargas y no se debe sobrepasar al esfuerzo admisible que es el máximo al que puede ser sometido el material con un cierto grado de seguridad en la estructura o elemento que se considere. Se calcula bien sea con el límite de proporcionalidad   o con el esfuerzo ultimo dividiéndolo entre un numero N convenientemente elegido, que se llamaría coeficiente de seguridad.

El esfuerzo real está relacionado con la deformación instantánea y con la fuerza aplicada (), como la deformación plástica no implica un cambio de volumen, es decir,  y  entonces  nos permite relacionar el esfuerzo real con el esfuerzo de ingeniería . [pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14]

Los ensayos que se les puede realizar a los diferentes tipos de materiales son:

• Compresión
• Trasión
• Flexión
• Cortante
• Torsión  

DESARROLLO

Para que podamos entender el comportamiento mecánico de los materiales se lleva a cabo un experimento en el laboratorio, el cual consiste en colocar unas probetas en la maquina universal aplicar las cargas y medir las deformaciones resultantes en un instante de tiempo.

Las probetas y los comparadores se instalan entre dos mordazas, y las dimensiones de estas dependen de las características de los materiales, en algunos casos como en tensión se amplían sus extremos con el objetivo de que no presente la falla en los extremos que no proporcionaría información adecuada.

Con el objeto de que los resultados de las pruebas sean fácilmente comparables, el tamaño de las probetas y los métodos de aplicación de las cargas deben estandarizarse.

A los materiales se les puede realizar diferentes tipos de ensayos para determinar cada una de las propiedades y así clasificar cada material para la utilización en las diferentes construcciones.  

En el laboratorio realizamos dos tipos de ensayos a las diferentes probetas:

• De compresión realizada a las probetas de caliza hematita y pino.
• De tracción realizada a las probetas  de aluminio y acero.

Para realizar estos ensayos se utilizó la maquina universal; esta es una  máquina que puede ser utilizada para ensayos de tracción, compresión y flexión.  Tiene una capacidad de 50 toneladas pero por software de 45 toneladas, tiene un  funcionamiento completamente sistemático, para realizar el ensayo es necesario ingresar al software diferentes datos como:

El tipo de ensayo a realizar, características de la probeta (dimensiones), datos de velocidad (1 milímetro por minuto), nombre del cliente, laboratorio donde se realiza el ensayo.[pic 15]

Al realizar el correspondiente ensayo el software nos arroja una serie de datos de salida en un block de notas dando a conocer el tiempo en segundos, la carga a la cual se somete la probeta, y el alargamiento o compresión que sufre la probeta al aplicar la carga, también nos da a conocer la carga máxima que recibió la probeta ensayada, su máximo desplazamiento al igual que su esfuerzo máximo.

ENSAYOS DE COMPRESIÓN

• Probeta de caliza

Para este ensayo se utilizó una probeta de tipo cilíndrica  cuyas dimensiones son:

ENSAYOS DE LABORATORIO -UPTC            

COMPRESIÓN DE CILINDROS        

REVISÓ: ING. PASCUAL FONSECA

Forma:                         Nºde partidas:        Nºde muestras:        

Cilíndrica                         1                          1         

Nombre:               Diámetro mm          Altura mm        

CALIZA                  47,5000                        113,0000        

Nombre             Max. Carga kN          Max. Despl mm             Max. Esfuerzo        MPa

 CALIZA                       61,6719                        2,5520                                          34,8025        

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