LABORATORIO MECÁNICA DE MATERIALES
TEMA: CORTE EN ELEMENTOS 1.1. 1.2. 1.3. 1.4.
Pernos en una junta a tracción Pernos en una junta a flexión Pasador de una articulación Bloque de madera
Ing. José Pérez
Integrantes: -
Curicama Christian Gutiérrez Santiago Pérez Alexandra Salazar Carlos Horario: Miércoles, 8:15-9:15 04/12/2013
OBJETIVOS:
General: -
Calcular el esfuerzo cortante medio en el elemento de mayor esfuerzo.
Específicos: -
Determinar los esfuerzos cortantes. Determinar los esfuerzos de apoyo en los agujeros de la placa A y B.
PROCEDIMIENTO DE PRÁCTICA -
Medir las dimensiones de los elementos (diámetro, ancho, espesor o longitud). Medir la dimensiones del soporte y punzón de la articulación Verificar que este colocado el papel milimétrico en el graficador de la maquina de ensayos universales (practica de pasador articulado, bloque de madera). Aplicar carga con la maquina de ensayos universales hasta que se rompa el elemento. Observar el diagrama fuerza vs deslazamiento del cabezal móvil, escribiendo las respectivas escalas. Hacer firmar la hojas de registro
Pernos en una junta sometida a tracción y flexión 1. Dibujar los diagramas de cuerpo libre (indicando valores de las fuerzas), de las placas A y B. Placas a tracción P
P
P/6
P/6
P/6
P
P= 2065 kg (valor restado el peso del cabezal de 135 kg) Placas a flexión P
L2
L1
P/2
P/2 P/6 F P/6
L2
F P/6 P/2
L1
Longitud entre apoyos = 280 mm L1= 129.97 mm L2= 29.90 mm P= 505 kg (valor restado el peso del cabezal de 170 kg) 2. Determine los esfuerzos máximos de tracción en las placas A y B (esta pregunta no se contesta para la junta a flexión ) P= 2065 kg A= 4.932 cm*0.524 cm=2.584 cm²
3. Calcular los esfuerzos de Apoyo, en los agujeros de las placas A y B.
= diametro*espesor=0.494cm*0.524cm= 0.2589cm². Placas a tracción Placa A (3 agujeros)
Placa B (6 agujeros)
Placas a flexión
∑
Placa A (3 agujeros)
Placa B (6 agujeros)
4. Calcular el esfuerzo cortante medio en uno de los pernos con mayor esfuerzo cortante. Placas a tracción P/6 = 344.17 kg A= Área sometida a cortante en el perno (Área del circulo)
Placas a tracción flexión
5. Conclusiones.
La fuerza aplicada sobre un perno se puede disminuir simplemente aumentando el numero de pernos, de esta manera la fuera se repartirá en el numero de pernos colocados y por consiguiente soportaran menos esfuerzo y existirá menos riesgo de falla. Se puedo observar que los pernos fallaron por esfuerzo cortante, esto se da ya que su longitud era pequeña.
MARCO TEÓRICO Esfuerzo cortante
Deformación Unitaria por cortante
: Desplazamiento de la mordaza móvil obteniendo del diagrama que entrega la maquina de ensayos universales.
: Para la práctica pasador de una articulación : Longitud del soporte de la articulación : Longitud del punzón de la articulación : Para la práctica del bloque de la madera : Longitud final : Longitud inicial Deformación unitaria porcentual
Diagrama de esfuerzo cortante vs deformación unitaria por cortante
: Limite proporcional, esfuerzo donde termina el comportamiento lineal : limite de fluencia, el esfuerzo permanece constante aunque exista deformación unitaria : Esfuerzo ultimo, esfuerzo en el punto máximo del diagrama Esfuerzo de Apoyo o Aplastamiento
Diagrama de cuerpo libre de la placa (Práctica: pernos en una junta sometida a flexión) Equipo: 1. 2. 3. 4.
Calibrador pie de rey Micrómetro Flexómetro Máquina de ensayos universales con accesorios para ensayos de corte
Pasador de una articulación y bloque de madera:
MADERA 1. Dibujar un diagrama de esfuerzo cortante vs deformación Diagrama Fuerza-Desplazamiento A=
22,7129 [cm^2]
h=L1-L2=
0,056 [cm]
Fuerza[kg] 0 25 200 550 850
Desplazamiento Esfuerzo cortante [cm] [kg/cm^2] 0 0 0,04 1,10069608 0,08 8,805568642 0,12 24,21531376 0,16 37,42366673
Deformación unitario por cortante[cm] 0 0,71428571 1,42857143 2,14285714 2,85714286
Diagrama E.CortanteDeformaciónU 40 35 e t n a t r o c o z r e u f s E
30 25 20 15 10 5 0 0
1
2
Deformación por cortante
2. Calcular el esfuerzo cortante en límite de proporcionalidad
3
3. Calcular el esfuerzo cortante en la fluencia
4. Calcular el esfuerzo cortante último
PASADOR 1. Dibujar un diagrama de esfuerzo cortante vs deformación
Fuerza[kg]
0 25 25 25 625 1625 2125 2250 2325 2325 2300
Deformación Desplazamiento Unitaria
0 0,4 0,8 1,2 1,6 2 2,4 2,8 3,2 3,6 4
0 0,008174944 0,016349888 0,024524831 0,032699775 0,040874719 0,049049663 0,057224607 0,06539955 0,073574494 0,081749438
Esfuerzo Cortante[kg/cm^2]
0,00 83,33 83,33 83,33 2083,33 5416,67 7083,33 7500,00 7750,00 7750,00 7666,67
Esfuerzo Cortante vs Deformacion Unitaria 9000,00 8000,00 7000,00 6000,00 5000,00 4000,00 3000,00 2000,00 1000,00 0,00 -1000,00 0
Esfuerzo Cortante vs Deformacion Unitaria
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
2. Calcular el esfuerzo cortante en límite de proporcionalidad
3. Calcular el esfuerzo cortante en la fluencia
4. Calcular el esfuerzo cortante último
5. Conclusiones
Se puede observar con claridad que la deformación de la madera y la del pasador son casi las mismas, sin embargo el esfuerzo que se aplica en el pasador es mucho más grande que el de la madera. La dirección de las fibras afecta significativamente en el esfuerzo cortante en la madera. Al momento de fabricar las probetas de madera se genera, en ocasiones, un gran desperdicio de material. El cambio en la humedad de la madera, impurezas y deformaciones son factores que pueden alterar los datos finales obtenidos. El tipo de acero del pasador es un acero con alto contenido de carbono ya que presenta un comportamiento frágil.
