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CURSO:

INGENIERÍA DE MATERIALES

DOCENTE:

ING. SOFÍA TERRONES ABANTO

LABORATORIO:

ENSAYO DE FLEXIÓN EN VOLADIZO INTEGRANTES

HUAMÁN CRUZ BRENDA PAREDES SÁNCHEZ MARITSA MALQUI CASTRO DIDI REYES CASAS JOSÉ RODRÍGUEZ VÁSQUEZ KAREN

TRUJILLO-PERÚ 2015

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

ING INDUSTRIAL

ENSAYO DE FLEXIÓN EN VOLADIZO 1. OBJETIVOS Analizar y estudiar el comportamiento de una regla en voladizo. Analizar y realizar las gráficas de esfuerzo vs deformación cuando se aplica un peso en el extremo de una viga. Comparar los resultados experimentales con los teóricos.

2. FUNDAMENTO TEORICO FLEXIÓN -Las vigas al formar parte de los sistemas estructurales como son los pórticos, los puentes y otros, se encuentran sometidas a cargas externas que `producen en ellas solicitaciones de flexión, cortante y en algunos casos torsión. Un caso típico son las vigas, las que están diseñas para trabajar principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o laminas. El ESFUERZO DE FLEXIÓN -Se obtiene cuando se aplica sobre un cuerpo de fuerza perpendicular a su eje longitudinal, de modo que provoquen el giro de las secciones transversales con respecto a los inmediatos. El rasgo más destacado es que un objeto sometido a flexión presenta una superficie de puntos llamada fibra neutra tal que la distancia a lo largo de cualquier curva contenida en ella no varía con respecto al valor antes de la deformación el esfuerzo que provoca la flexión se denomina momento flector. σ = esfuerzo en N/2 σ=

 

F =fuerza ejercida en N A = área en 2

Como se ve en las figura La lámina está sometida a una carga uniformemente distribuida originada por el propio peso de la viga y una carga puntual aplicada en el extremo libre. Se supone que el material del que está constituida la viga tiene un comportamiento elástico lineal y se harán las siguientes consideraciones acerca de las características de la deformación (ε): las secciones transversales de la viga permanecen LABORATORIO DE INGENIERIA DE MATERIALES


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planas y perpendiculares a la línea neutra, (que es una línea imaginaria que une los centros de gravedad de las secciones transversales a lo largo de la barra), la cual no cambia su longitud durante la deformación. Adicionalmente se supone que el comportamiento del material es idéntico bajo compresión y tracción.

-Flexión de una viga en voladizo que al aplicar una fuerza en el extremo libre esta empieza a deformarse.

ε: la deformación que va teniendo la regla al paso del esfuerzo

3.

MATERIALES , INSTRUMENTOS Y EQUIPOS 

MATERIALES: 

   

Regla de : plástico, acrílico, vidrio simple , vidrio doble, madera y metal Regla metálica de 100cm 1 mordaza 1 gancho bolsas de diferente peso

LABORATORIO DE INGENIERIA DE MATERIALES




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INSTRUMENTOS : Balanza electrónica 



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4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 

Se empotra un extremo de la lámina o regla (aproximadamente 8 cm de longitud) sobre una base firme sujetada con una prensa o mordaza.



En el extremo libre se coloca un gancho sobre el cual se irán colocando unas pesas desde valores pequeños hasta llegar pesos elevados.



Con ayuda de una regla, la cual se fijara de tal forma que pueda medir el desplazamiento vertical del extremo libre de lámina con respecto al extremo empotrado.



Se efectúan las mediciones para los distintos pesos que se irán aumentando colocadas en el extremo libre ha sta producir la fractura de la lámina. Es decir el procedimiento de medición se realiza variando la fuerza concentrada en el extremo de la regla a través de las pesas, que proporcionan tensión y provocan una deformación medible.



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

Se sigue el mismo procedimiento para cada uno de las reglas (plástico, acrílico, vidrio simple, vidrio doble, madera y metal) y se tomas los datos.



Se construyen las curvas de esfuerzo versus deformación para cada uno de las reglas.

La Figura siguiente muestra el diagrama de la lámina en voladizo, sobre la cual se aplica una fuerza vertical concentrada en el extremo libre.



5. -

RESULTADOS Y DISCUSION DE RESULTADOS

Fórmulas

=

-

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

Donde:

=∗

 = .  (m/s^2)

A= Cte.



Resultados I. Regla de Vidrio Simple

MASA(Kg) m

FUERZA(N) F

Δ LONGITUD(cm) Ԑ

ESFUERZO(N/m2)

0,0078

0,077

0

0,077

0,0578

0,491

0,1

0,491

0,1128

1,107

0,3

1,107

0,1528

1,499

0,5

1,499

0,2328

2,284

0,6

2,284

0,3128

3,069

0,7

3,069

0,3678

3,608

0,8

3,608

0,4528

4,442

0,9

4,442

0,5478

5,374

1

5,374

0,6678

6,551

1,2

6,551

0,7178

7,042

1,3

7,042

0,7878

7,728

1,4

7,728

0,8828

8,660

1,6

8,660

1,0028

9,837

1,8

9,837

σ



II.

ING INDUSTRIAL

REGLA DE VIDRIO DOBLE

MASA(Kg) m

FUERZA(N) F

Δ LONGITUD(cm) Ԑ

ESFUERZO(N/m2)

0,0078

0,08

0

0,08

0,2128

2,01

0,1

2,01

0,4128

4,05

0,2

4,05

0,6978

6,85

0,2

6,85

0,8528

8,37

0,3

8,37

1,0678

10,48

0,4

10,48

1,2828

12,58

0,5

12,58

σ



III.

ING INDUSTRIAL

REGLA ACRILICA



IV.

ING INDUSTRIAL

REGLA DE MADERA



V.

ING INDUSTRIAL

REGLA DE METAL



VI.

ING INDUSTRIAL

REGLA DE PLÁSTICO



-

ING INDUSTRIAL

Discusión de Resultados

En nuestro ensayo hemos analizado materiales dúctiles y frágiles y hemos podido obtener gráficas experimentales, que podemos comparar con las gráficas teóricas y ver si tienen una tendencia similar. Gráficas Experimentales para materiales frágiles

Gráfica Teórica para materiales frágiles



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En las gráficas experimentales no todos los puntos pasan por la línea recta esto se debe a que en todo experimento hay errores en los instrumentos utilizados y errores de paralaje debido al observador. Tanto en la gráfica de vidrio simple, doble y madera se sigue una tendencia lineal, porque son materiales frágiles. Gráficas Experimentales para materiales dúctiles

Gráfica Teórica para materiales dúctiles

En estos experimentos se observa que la regla de metal tiene un gráfico con una zona de fluencia y las reglas de plástico y acrílica tienen una curva sin zona de fluencia. En nuestros materiales dúctiles la forma de la curva no está bien definida y no se percibe muy bien la similitud, esto se debe a que nos hicieron falta más datos de la masa y deformación.



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6. CONCLUSIONES Al finalizar nuestro experimento hemos observado y dado cuenta de los efectos por flexión en los distintos materiales los cuales actúan de acuerdo a sus características. Algunas conclusiones del experimento son: La deformación es directamente proporcional a la carga. El esfuerzo es directamente proporcional a la carga. El sistema no presenta el fenómeno de hi stéresis, por lo cual los datos de carga y descarga son confiables. La ley de Hooke, así como el esfuerzo debido al momento flector, son de gran utilidad a la horade comparar el método experimental con la teoría de resistencia de materiales. Se ha determinado que el punto de fractura de una lámina de vidrio depende de la longitud, ancho y la carga aplicada. Es por eso que el vidrio grueso aguanto más peso que el vidrio delgado. Se encontró que el vidrio es un material que presenta una respuesta lineal cuando es sometido a flexión, llegando a la fractura sin presentar comportamiento plástico. Se comprobó que el metal es un material con comportamiento plástico, ya que la regla nunca se rompió al ponerle peso considerablemente. El material tendió a deformarse.

RECOMENDACIONES 





La precisión del ensayo podría mejorarse con un equipo que sea fijo y que este registre de manera más exacta las medidas de longitud y fuerza aplicadas al material. Al igual podría registrar el momento exacto en q ue el material rompa, esto es bueno ya que esta parte del ensayo es la más imprecisa de obtener y con esto disminuiríamos el m argen de error del ensayo. Se recomienda el uso de lentes protectoras para evitar que una esquirla de vidrio entre en un ojo


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