UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL ENSAYO DE MATERIALES I
ENSAYO ENSAYO COMPRESION Y TRACCION DE LA L A MADERA
INFORME Nº 02 GUEVARA RONQUILLO RICHARD FABRICIO
Tercero "##$e$%! 1 Semeste! Tercero
Fe&'# Fe&'# (e e#$)*#&)+ (e $# -.&t)&#! 05 de mayo del 2016
Fe&'# (e ete/# (e$ I%me! 11 de mayo del 2016
INTRODUCCION La madera es un material ortótropo, con distinta elasticidad según la dirección de deformación, encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen año tras año, formando anillos concéntricos correspondientes al diferente crecimiento de la biomasa según las estaciones, y que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas que no producen madera son conocidas como herbáceas.
Resistencia a la compresión En la cual influyen arios factores! La humedad! En general, por deba"o del punto de saturación de las fibras #$%&', la resistencia a compresión aumenta al disminuir el grado de humedad, no obstante, a partir de ese & la resistencia es prácticamente constante. (ambién la dirección del esfuerzo tiene una gran repercusión en la resistencia a compresión de la madera, la má)ima corresponde al esfuerzo e"ercido en la dirección de las fibras y a disminuyendo a medida que se ale"a de esa dirección. La rotura en compresión se erifica por separación de columnillas de madera y pandeo indiidual de éstas. *uanto mayor es el peso espec+fico, mayor es su resistencia.
Resistencia a la tracción La madera es un material muy indicado para el traba"o a tracción, su uso en elementos sometidos a este esfuerzo sólo se e limitado por la dificultad de transmitir a dichos elementos los esfuerzos de tracción. (ambién influye el carácter anisótropo de la madera, siendo mucho mayor la resistencia en dirección paralela que en perpendicular a las mismas. La rotura en tracción se produce de forma súbita, comportándose la madera como un material frágil. La resistencia no estará en función del peso espec+fico
Clasificación: Las maderas se clasifican según su dureza y su humedad. Según su dureza: •
•
on maderas ligeras, de color claro y crecimiento rápido, como e"emplo tenemos al pino, ciprés, abeto, cedro. Maderas duras.- on de diferentes colores, compacta de mayor densidad y crecimiento lento como e"emplo tenemos Maderas blandas.-
Según su grado de humedad: Maderas verdes.- on maderas recién cortadas con una humedad entre $% y $- & que debe usarse para traba"os ya que cuando se secan se encoge y se agrieta. Maderas desecadas.- (iene un grado de humedad entre el % al /& por procesos naturales. Maderas secas.- (iene un grado de humedad del $&, esta se logra por procesos artificiales en hornos consiguiendo la dureza y resistencia deseada. •
•
•
BIBLIOGRAFIA http://propiedadesmaterialesdeconstruccin.blogspot.com/2013/04/propiedad es-mecanicas-de-los-materiales.html
OBJETIO! O"#eti$o General •
0eterminar las propiedades f+sicas y mecánicas de la madera.
O"#eti$os Espec%ficos •
1bserar los cambios y deformaciones que e)perimentan los cuerpos de
•
prueba a esfuerzos de compresión, tracción. Llegar a determinar si la madera es un buen material resistiendo esfuerzos de tracción, compresión. 2nalizar el tipo y forma de falla que se presenta en la probeta luego de haber sido sometida a diferentes cargas
&ATERIALE! ' E(UI)O!
&ateriales Máquina Universal de 30 Ton A ± 1Kg
Calibrador A± 0.05 mm
Deformme!ro A ± "1#10$% mm&
E*+ipos,
3adera fibras erticales
3adera fibras paralelas
3adera para tracción
)ROCEDI&IENTO:
1. 'e (ro)ede a !omar la (robe!a de madera (ara el ensa*o de )om(resi+n (aralela a las fibras, en es!a se )olo)ará el deformme!ro de a(re)ia)i+n "1#10$%mm&. %. -a (robe!a de madera será !rasladada a)ia la máquina universal de 30 !oneladas * se some!erá a )argas )om(resoras en in!ervalos de %50 * des(u/s )ada 500 3. abrá la ne)esidad que una (ersona !ome las deforma)iones al momen!o que o!ra que es!ará en el moni!or observando los aumen!os de )arga le advier!a a la (rimera (ara que anun)ie la deforma)i+n )orres(ondien!e a los in!ervalos de )arga indi)ados. . 2ara la siguien!e (robe!a a ser ensa*ada (or )om(resi+n (er(endi)ular a las fibras, del mismo modo se )olo)ará un deformme!ro (ero de a(re)ia)i+n "1#10 $ 3 mm&. 5. s!a (robe!a será ensa*ada en (osi)i+n ori4on!al * sobre la )ual se )olo)ará un )ubo de me!al sobre el )ual se a(li)ará la )arga * será !ransmi!ida a la madera (or (ar!e de la máquina universal. . 2ara el )aso del segundo ensa*o una (ersona observará el deformme!ro )onsiderando in!ervalos de 100#10 $3 mm, quien aler!ará a la o!ra (ersona ubi)ada fren!e al moni!or la )ual anun)iará los valores de las )argas )orres(ondien!es a las deforma)iones indi)adas. 6. 2ara es!e ensa*o se deben )olo)ar a la máquina los a))esorios ne)esarios (ara )ada (rá)!i)a. 7. 2ara los ensa*os de )om(resi+n (er(endi)ular * (aralelo a las fibras, se u!ili4ará dos mues!ras (or )ada uno.
TABLA! DE DATO!
TABLA N-. Madera En Compresión Paralela A Las Fibras
!
g 1
&'()$*#"+ , $'#
"#$%#
mm710829
0
0
0
2 250 2450
4
3 500 400
5
4 <50 100 5 0 125 6 0 150 < 0 1<5 = 0
<350
<
=00 1225 0 14<0 0 1<15 0
= 10 12 14
#o
)%+T& ++"+# o
)%+T& (+#
'('$ ) σ
&'(.' ' 7mm9/ 7mm108-49
mm82
mm
mm
*pa
0 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6
0
0
150
142
1;114
2;6<
150
142
2;22=
3;34
150
142
3;342
4;6<
150
142
4;456
5;34
150
142
5;5<
6;6<
150
142
6;6=4
=
150
142
<;<<
;34
0
0
1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6
200 0 225 0 250 0 2<5 0 300 0 325 0 350 0 3<5 0
Escala
160 0 2205 0 2450 0 265 0 240 0 31=5 0 3430 0 36<5 0
1= 22 26 31 3= 44 54 <0
21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6
150
142
=;11
12
150
142
10;025
14;6<
150
142
11;13
1<;34
150
142
12;253
20;6<
150
142
13;36<
25;34
150
142
14;4=
2;34
150
142
15;54
36
150
142
16;<0=
46;6<
[
1 cm=5∗10 −4
mm ( ∆ ) mm
]
[ 1 cm=2 MPa (σ ) ] &ODULO DE ELA!TICIDAD tan ∝= ∝
=¿
7,797− 2,228 9,34 − 3,34
∗10 −4
-4
E= tan ∝ E= tan 57
E=1,540 σf = 8,42 Mpa
E!FUER/O &01I&O σ =16,70 MPa
e= e=
∆l lo 150−142 150
e =0,053 mm
TABLA N-. Madera En Compresión Paralela A Las Fibras !
1 2 3
&'()$*#"+ ,
"#$%#
g
0 500 <50
mm710829 0
400
<350 100 4 0 =00 125 1225 5 0 0 150 14<0 6 0 0
0 2 3 4 5 6
)%+T& $'# ++"+# #o mm8 2 0 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6
o
)%+T& (+#
'('$ ) σ
&'(.' ' 7mm9/ 7mm108-49
mm
mm
*pa
0
0
150
142
2;22=
1;34
150
142
3;342
2
150
142
4;456
2;6<
150
142
5;5<
3;34
150
142
6;6=4
4
0
0
< = 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 < 1 = 1 2 0
1<5 0 200 0 225 0 250 0 2<5 0 300 0 325 0 350 0 3<5 0 400 0 425 0 450 0 4<5 0 500 0
1<15 0 160 0 2205 0 2450 0 265 0 240 0 31=5 0 3430 0 36<5 0 320 0 4165 0 4410 0 4655 0 400 0
< = 10 11 12 13 14 15 1< 1= 1 21 23 24
21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6 21; 6
150
142
<;<<
4;6<
150
142
=;11
5;34
150
142
10;025
6;6<
150
142
11;13
<;34
150
142
12;253
=
150
142
13;36<
=;6<
150
142
14;4=
;34
150
142
15;54
10
150
142
16;<0=
11;34
150
142
1<;=22
12
150
142
1=;36
12;6<
150
142
20;05
14
150
142
21;163
15;34
150
142
22;2<<
16
Escala
[
1 cm=2∗10− 4
mm ( ∆) mm
]
[ 1 cm=5 MPa (σ ) ] &ODULO DE ELA!TICIDAD tan ∝= ∝
=¿
5,57 − 2,228 3,34−1,34
-/
E= tan ∝ E= tan 52
E=1,279
σf = 9,23 Mpa
∗1 0− 4
E!FUER/O &01I&O σ =22,277 MPa
e= e=
∆l lo 150−142 150
e =0,053 mm
TABLA N-2 Madera en Compresión Perpendicular A Las Fibras !
"#$%#
g 1 0 0 3 600 5==0 106 103= 4 0 = 13< 1342 5 0 6 1<< 1<34 6 0 6 13 1=1 < 0 4 222 21<5 = 0 6 226 2214 0 = 1 231 2263 0 0 = 1 241 2361 1 0 = 1 251 245 2 0 = 1 25= 252= 3 0 4 1 262 256< 4 0 6 1 263 25<< 5 0 4 1 2<2 2665 6 0 6 1 2<< 2<14 < 0 6
&'()$*#"+ ,
)%+T& ++"+# o
$'# #o
mm7108-29 mm82 0
mm
'('$ ) >
&'(.' ' 7mm9/ 7mm108-49
*pa
0
0
0
0
200
2350
50
2;503
40
300
2350
50
4;421
60
400
2350
50
5;<14
=0
500
2350
50
<;3=2
100
600
2350
50
=;04
120
<00
2350
50
;25=
140
=00
2350
50
;425
160
00
2350
50
;634
1=0
1000
2350
50
10;051
200
1100
2350
50
10;46=
220
1200
2350
50
10;<6
240
1300
2350
50
10;26
260
1400
2350
50
10;6=
2=0
1500
2350
50
11;343
300
1600
2350
50
11;552
320
1 = 1 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6
2<= 0 2=0 0 2=5 0 2=< 0 20 0 25 0 300 0 304 0 30< 0
2<24 4 2<44 0 2<3 0 2=12 6 2=42 0 2=1 0 240 0 2< 2 300= 6
1<00
2350
50
11;54
340
1=00
2350
50
11;6<<
360
100
2350
50
11;==6
3=0
2000
2350
50
11;6
400
2100
2350
50
12;04
420
2200
2350
50
12;303
440
2300
2350
50
12;511
460
2400
2350
50
12;6<=
4=0
2500
2350
50
12;=03
500
Escala
[
1 cm=10∗10 −4
mm ( ∆ ) mm
]
[ 1 cm=2 MPa (σ ) ] &ODULO DE ELA!TICIDAD tan ∝= ∝
=¿
7,382−2,503 100 −40
10
∗
−
4
5/
E= tan ∝ E= tan62
E=1,881 σf = 9,38 Mpa
E!FUER/O &01I&O σ =12,803 MPa
TABLA N-3 Madera en Compresión Perpendicular A Las Fibras "#$%# ! g 1 2 3 4 5 6 < = 1 0
0 1=0 0 223 0 25= 0 2<0 0 2=3 0 2=< 0 25 0 301 0 312 0
&'()$*#"+ ,
$'# #o
mm7108-39 mm82 0 0 0 1<64 100 0 2350 21=5 200 4 2350 252= 300 4 2350 2646 400 0 2350 2<<3 500 4 2350 2=12 600 6 2350 2=1 <00 0 2350 24 =00 = 2350 305< 00 6 2350
)%+T& ++"+# o mm 0
'('$ ) >
&'(.' ' 7mm9/ 7mm108-49
*pa 0
0
50
<;50<
20
50
;3
40
50
10;<6
60
50
11;26
=0
50
11;=02
100
50
11;6
120
50
12;303
140
50
12;553
160
50
13;012
1=0
1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 < 1 = 1 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 < 2 = 2
316 0 321 0 32= 0 331 0 336 0 342 0 34= 0 350 0 354 0 35< 0 361 0 364 0 36= 0 3<0 0 3<6 0 3< 0 3=2 0 3=5 0 3== 0
306 = 3145 = 3214 4 3243 = 322 = 3351 6 3410 4 3430 0 346 2 34= 6 353< = 356< 2 3606 4 3626 0 36=4 = 3<14 2 3<43 6 3<<3 0 3=02 4
1000
2350
50
13;1<=
200
1100
2350
50
13;3=<
220
1200
2350
50
13;6<
240
1300
2350
50
13;=04
260
1400
2350
50
14;012
2=0
1500
2350
50
14;263
300
1600
2350
50
14;513
320
1<00
2350
50
14;56
340
1=00
2350
50
14;<63
360
100
2350
50
14;===
3=0
2000
2350
50
15;055
400
2100
2350
50
15;1=
420
2200
2350
50
15;34<
440
2300
2350
50
15;43
460
2400
2350
50
15;6=
4=0
2500
2350
50
15;=06
500
2600
2350
50
15;31
520
2<00
2350
50
16;056
540
2=00
2350
50
16;1=1
560
Escala
[
1 cm=10∗10 −4
mm ( ∆ ) mm
]
[ 1 cm=2 MPa (σ ) ] &ODULO DE ELA!TICIDAD 10,76−7,507 ∗1 0−4 tan = 60− 20 ∝
∝
=¿
67
E= tan ∝ E= tan 84
E= 9,51
σf = 9,38 Mpa
E!FUER/O &01I&O σ =16,181 MP
CONCLUSIONES
-a resis!en)ia de la madera a la )om(resi+n (er(endi)ular a la fibra es mu* inferior )on res(e)!o a la some!ida a )om(resi+n en dire))i+n (aralela a la •
orien!a)i+n de las fibras. n la madera, debido a su aniso!ro(a, el m+dulo de elas!i)idad en dire))i+n (aralela a la fibra ado(!a valores diferen!es seg8n se !ra!e de soli)i!a)iones de
•
)om(resi+n o de !ra))i+n. 'e )on)lu*e que la falla del ma!erial al a(li)ar una )arga má9ima en dire))i+n (aralela a la orien!a)i+n de las fibras es (or ra:adura.
RECOMENDACIONES •
'e re)omienda que en el momen!o que se )oloque la (robe!a se debe asegurarla bien a la máquina universal, * )olo)ar el deformme!ro de manera )orre)!a (ara
•
que se (ueda a(re)iar las le)!uras de la deforma)i+n. s ne)esario )ono)er las a(re)ia)iones de )ada equi(o * de es!a forma lograr un
•
)orre)!o uso. 'e debe indi)ar las es(e)ifi)a)iones !/)ni)as que deben !ener los adi!amen!os
•
(ara su:e!ar la (robe!a. 'e re)omienda que el momen!o en que se !ome las medidas de la (robe!a )omo el área * la longi!ud de medida se !enga la ma*or (re)isi+n (osible (ara que
•
)uando se (ro)eda a)er los )ál)ulos res(e)!ivos, !ener resul!ados (re)isos. s ne)esario u!ili4ar una (robe!a es!ándar en sus dimensiones, (ues!o que al medir )ambios de se))i+n ins!an!áneas )ualquier error en la (robe!a (uede (rovo)ar da!os * )ál)ulos err+neos.
A;<=' Madera sometida a Fuerzas Compresión Paralela a las Fibras
Madera sometida a Fuerzas Compresión Perpendiular a las Fibras
