Esfuerzos Combinados y Medición de Esfuerzos Pórtico Soportando Una Carga Inclinada

LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES II INFORME # 9 1.- TEMA: Esfuerzos Combinados y Medición de Esfuerzos Pórtico Soportando una Carga Inclinada 2.- OBJETIVO: 

Comparar los esfuerzos teóricos con los obtenidos utilizando la ley de Hooke del estado plano de esfuerzos.

3.- MARCO TEÓRICO: PORTICO Sistema Estructural que tiene nudos rígidos METODO PARA DETERMINAR LA COMBINACION DE ESFUERZOS 1. Se dibuja el elemento estructural de la maquina a analizar con las fuerzas externas. 2. Se selecciona la sección transversal interna donde se va a realizar el análisis de esfuerzos. 3. Se ubican las fuerzas y momentos internos en la sección con respecto a los ejes principales, indicando el correspondiente valor, dirección y sentido de los mismos. 4. Se selleciona el punto de la sección, donde se desea obtener el estado de esfuerzos. 5. Se calculas los esfuerzos individuales que producen cada una de las fuerzas y momentos activos en el punto seleccionado para la cual se utilizan las formulas estudiadas anteriormente o cualquier otra que permita determinar los esfuerzos normales o cortantes en un elemento estructural.

              Esfuerzos cortantes permisibles en regiones rectangulares huecas de espesor delgado T

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Ilustración 1 Área Transversal Pórtico

6. Calculados los esfuerzos individuales se suman o restan los esfuerzos normales o que tengan la misma dirección, también se pueden sumar o restar entre sí, dependiendo del sentido. Los esfuerzos cortantes que tengan la misma dirección (los mismos subíndices) 7. Se combina los esfuerzos totales obtenidos o btenidos a través del estado de esfuerzos. MEDICION DE ESFUERZOS Con la ayuda de la roseta de deformación

Ilustración 2 Roseta de Deformaciones Ubicaciones

En el análisis se supone que

Son valores conocidos, obtenidos a traves de una medicion En cambio los valores Se suponem que son valores desconocidos que actuarian como incognitas del sistema. Se forman 3 ecuaciones con 3 incognitas Sistema de Ecuaciones

Resuelto el sistema se obtienen los valores de con los que se puede aplicar la LEY DE HOOKE del estado de esfuerzos para determinar los esfuerzos prácticos σx ,σy, τxy

Donde

EQUIPO:    

Calibrador pie de rey, medidor de espesores por ultrasonido, flexometro Roseta de deformacion con medidor de deformacion unitarias de 10 canales Portico de acero Vibroforo de baja frecuencia de accionamiento Hidraulico.

PROCEDIMIENTO

Ilustración 3 Vista del Pórtico

1. Medir las dimensiones de la sección rectangular hueca (ancho, altura. Espesor t)

Ilustración 4 Medición de la sección del pórtico

2. Medir las dimensiones del pórtico de acero

Ilustración 5 Toma de dimensiones del Pórtico

3. Medir los ángulos que forman los strain gages de la roseta de deformación

Ilustración 6 Observación de Angulos del Strain Gages

4. Aplicar con el vibroforo de baja frecuencia una carga P y medir las deformaciones unitarias de la roseta de deformación

Ilustración 7 Vista de inclinación de la carga P y vista del medidor del stain gages

5. Medir la deflexión del nudo superior del pórtico.

Ilustración 8 Toma de deflexión pórtico superior

6. Hacer firmar las hojas de registro.

TABULACION DE DATOS DIMENSIONES

D = 119.5 mm E= 4.50mm L = 150 mm

ANGULO DE INCLINACIÓN

Angulo 13.72°

MEDIDAS DE LA ROSETA

L = 114.2mm D = 21.6mm DATOS EN LOS SENSORES ε A (10^-6)

ε B (10^-6)

ε C (10^-6)

290

120

154

MEDICION DE DEFLEXION PARTE SUPERIOR

Distancia a la Pared Inicial Distancia Final

L 137.3 cm 131.4 cm

PREGUNTAS PARA EL INFORME OBSEVACIONES Trabajar en unidades Kg, cm , Kg/cm 2 1. Aplicando las ecuaciones de equilibrio estático calcular las reacciones en los empotramientos del pórtico (Considere Vx = 9.97 kg y T = 838.78 kgcm para P = 1500kg; Vx = 16.62kg y T = 1397.97 kgcm para P = 2500 kg)

2. Dibujar teóricamente el estado de esfuerzos en el centro de gravedad de la roseta de formaciones

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3. Medir en forma practica el estado de esfuerzos en el centro de gravedad de la roseta de deformaciones

4. Determinar el error porcentual entre los esfuerzos teóricos y prácticos Esfuerzo

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Valor T.

Valor P.

%E

2289.38 10.017 4.020

7046 9.96252 29.84

207.77% 23.34% 642.28 %

5. Comentar sobre la deflexión del nudo superior s uperior del pórtico La carga aplicada en la zona superior en el nudo mencionado esta dado en la zona elástica del acero la cual a medida que se va llenando el pistón con el aceite hidráulico se va deformando deformando en la zona ya mencionada mencionada hasta soportar una carga máxima de 2500 kg con una deflexión final de 5.9 cm y una vez quitada la carga el nudo regresa a su estado natural.

6. Conclusiones 





Al comparar tanto los esfuerzos prácticos como los teóricos se observa errores muy altos que se deben al equipo. Debido a su tiempo de uso y las vibraciones existentes los errores en las mediciones superan el 200% Se puede asegurar que los valores teóricos son valederos, el error está en la tomas de datos en los strain gages La combinación de esfuerzos es aplicable en toda la estructura sin embargo el punto de interés está en los strain gages donde se realizó los cálculos.

7. Recomendaciones 

Tomar en cuenta el tiempo de uso del equipo antes de realizar la practica ya que de esto dependerá la exactitud de la toma de datos.

BIBLIOGRAFIA: 





U.R.L.:www.monografias.com/trabajos34/esfuerzos-combinados/esfuerzoscombinados.shtml Ing. José Pérez, Folleto de Mecánica de Materiales, Escuela Politécnica del ejército, Departamento de energía Mecánica, Semestre Septiembre 2011-Enero 2012 U.R.L.:http://es.scribd.com/doc/52800059/25/Formulas-para-el-giro-dedeformaciones-planas-Roseta-de-Deformaciones