reporte tension r1.docx

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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTA FACULTAD D DE INGENIERIA INGENIERI A LAB. RESISTENCIA DE LOS MATERIALES GRUPO 1

REPORTE PRACTICA No. 1 TENSION

28-02-17

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INTRODUCCION

En la ingeni ingenierí ería a el avance avance en la compr compren ensió sión n de un tipo de material suele ser el precursor del progreso de una tecnología, de mane manera ra que que la impo import rtan anci cia a de los los mate materi rial ales es en nues nuestr tra a cult cultur ura a gener generalm alment ente e tiene tiene como como carac caracter teríst ística ica el ser ser útil útil en aplica aplicacio ciones nes estructurales o de carga. Los Los mate materi rial ales es se clas clasifific ican an en meta metale les, s, cerá cerámi mico cos, s, polí políme mero ros, s, semiconductores y materiales conductores. La evaluación de cada material en los ensayos proporciona sus propiedades mecánicas para conocer el comportamiento del material para nuestro estudio fueron analizados una probeta de ensayo y briqueta.

2

|

OBJETIVO GENERAL •

Determinar las propiedades mecánicas de un material dúctil y un material frágil sometidos a tensión.

OBJETIVOS ESPECIFICOS •

Deducir las propiedades de los materiales analizados dúctil y

•

frágilmente. ercibir las diversas características de tensión en los materiales

•

analizados. Efectuar la interpretación de las gráficas realizadas según el material y propiedades deducidas en cada ensayo.

3

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DESCRIPCION DE LA PRÁCTICA

 La práctica consistió en someter a cargas !tensión" a dos diferentes materiales como lo es el acero el cual es un material dúctil y una briqueta un material frágil.  #mbos materiales fueron sometidos a cargas $asta alcanzar su punto de ruptura. ara cada material se obtuvieron datos e%perimentales los cuales fueron útiles para deducir las propiedades mecánicas, e&ecutando las gráficas pertinentes según el análisis necesario de deformación sea esta deformación unitaria vs. Esfuerzo analizando los los resultados para comprensión del material frágil y dúctil. El material frágil que fue la briqueta fue sometida a una carga gradual $asta su punto de ruptura ya que en este no tiende a deformarse.

'#()* +E*()* 4

|

- EE'L*/ DE +E0/*0 DEL #)E(*

1. 2arra de acero su&eta a tensión !(esistencia por fluencia y fractura" 3. erfil ángulo de lados iguales con una $ilera de tornillos!(esistencia por fluencia y fractura". 4. erfil ángulo de lados iguales soldado !(esistencia por fluencia". 5. (esistencia de placa con orificios desfasados !(esistencia por fluencia y fractura". -. (esistencia a tensión de perfil tipo canal atornilado

4 EE'L*/ DE +E0/*0 DEL )*0)(E+* 1. concreto fle%ible 3. 6ormigón

4. viga protendida de concreto

MATERIAL DUCTIL

 #)E(* 0*('# #/+' E78 5

| +abla 0o. 1

0o 1 3 4 5 < = 8 > 1; 11 13 14 15 1-

)#(9  # :g -;; 1;;; 1-;; 3;;; 3-;; 4;;; 4-;; 4<51 5;;; -;;; <;;; <4;; <;;; -;;; 48=;

ec ;.< 1.5 3.4.< 5.-.8 <.= 334> 14? 31? 34? 38? 44? 53?

)on los datos mostrados en la tabla 0o.1 obtendremos las propiedades mecánicas del material dúctil@    

Elongaciones Deformación unitaria Esfuerzos 9rafica de deformación unitaria vs. Esfuerzo

ELONGACIONES 6

|

rocedimiento@ /e utilizaron 3 instrumentos de medición !e%tensómetro y aparato de pinzas" por eso $abrán dos ecuaciones diferentes@

δ= ecA apro%imación apro%imaciónB;.;;;444

δ(%)= ecA !

longitud base 100

¿

dondeC baseB3 in

Los resultados obtenidos para las elongaciones serán en centímetros !cm"  #pro%imación B ;.;;;444 in B;.;;;85< cm Longitud base B 3in B-.;8 cm

Ec

elongacion ẟ 7

|

0.6

5.07E-04 cm

1.4

1.18E-03 cm

2.5

2.11E-03 cm

3.6

3.04E-03 cm

4.5

3.81E-03 cm

5.8

4.91E-03 cm

6.7

5.67E-03 cm

25

2.11E-02 cm

239

2.02E-01 cm

13%

6.60E-01 cm

21%

1.07E+00 cm

23%

1.17E+00 cm

28%

1.42E+00 cm 1.68E+00 cm

33%

42%

2.13E+00 cm

DEFORMACACION UNITARIA 

rocedimiento@ 8

|

)on los datos obtenidos de las elongaciones se procede a insertar a las formulas siguientesC

 B δ!ongi"#$ a&e  !?" B δ!?"!ongi"#$ a&e Donde la base será 3 inB ;.-;8 cm

elongacion

$e'. #ni"aia

ec

ẟ cm

Ε

0.6

5.07E-04 cm

9.99E-05

1.4

1.18E-03 cm

2.33E-04

2.5

2.11E-03 cm

4.16E-04

3.6

3.04E-03 cm

5.99E-04

4.5

3.81E-03 cm

7.49E-04

5.8

4.91E-03 cm

9.66E-04

6.7

5.67E-03 cm

1.12E-03

25

2.11E-02 cm

4.16E-03

239

2.02E-01 cm

3.98E-02

13

6.60E-01 cm

1.30E-01

21

1.07E+00 cm

2.10E-01

23

1.17E+00 cm

2.30E-01

28

1.42E+00 cm

2.80E-01

33

1.68E+00 cm

3.30E-01

42

2.13E+00 cm

4.20E-01

9

|

ESFUERZO NOMINAL σ

rocedimiento@ El esfuerzo nominal será la carga sometida al material sobre el área, la ecuación a utilizar esta dada por@ σ =

#B área ¿ π r

Bcarga

 P  A

2

$iame"o B

radio=0.635 cm

ea

= * 

=

1.266768698 cm

e&'. ,ominal / g 500 g

 Σn

3.95E+02 gcm 7.89E+02 gcm 1.18E+03 gcm 1.58E+03 gcm 1.97E+03 gcm 2.37E+03 gcm 2.76E+03 gcm 2.87E+03 gcm 3.16E+03 gcm 3.95E+03 gcm

1000 g 1500 g 2000 g 2500 g 3000 g 3500 g 3641 g 4000 g 5000 g 10

1 2

∈¿ B1.3= cm

| 6000 g

4.74E+03 gcm 4.97E+03 gcm 4.74E+03 gcm 3.95E+03 gcm 3.06E+03 gcm

6300 g 6000 g 5000 g 3870 g

ESFUERZO REAL

ara su deducción se utilizara la ecuación dadaC B

 P  Ainstantanea

Dónde@ (ᴨr ² h ) ₀

 # instantánea B

₀

hi

6i B$ Fẟ

$=2 in= 5.08 cm

i= al"#a

in&"an"anea ea

= * 

=

1.266768698 cm e&'. /eal

/ 

ẟ

-;; :g

σr

ẟ/ Area Ins. -;; :g G1.3=EF;; cmH

3.95E+02 kg/cm²

1;;; :g G 1.3=EF;; cmH

7.89E+02 kg/cm²

1-;; :g G1.3=EF;; cmH

1.18E+03 kg/cm²

3;;; :g G1.3=EF;; cmH

1.58E+03 kg/cm²

3-;; :g G1.3=EF;; cmH

1.97E+03 kg/cm²

4;;; :g G1.3=EF;; cmH

2.37E+03 kg/cm²

4-;; :g G1.3=EF;; cmH

2.76E+03 kg/cm²

4<51 :g G1.3=EF;; cmH

2.86E+03 kg/cm²

-.;=E7;5 cm 1;;; :g 1.18E7;4 cm 1-;; :g 3.11E7;4 cm 3;;; :g 4.;5E7;4 cm 3-;; :g 4.81E7;4 cm 4;;; :g 5.>1E7;4 cm 4-;; :g -.<=E7;4 cm 4<51 :g 3.11E7;3 cm

11

| 5;;; :g

5;;; :g G1.41EF;; cmH

3.06E+03 kg/cm²

-;;; :g G1.5;EF;; cmH

3.58E+03 kg/cm²

<;;; :g G1.58EF;; cmH

4.06E+03 kg/cm²

<4;; :g G1.-;EF;; cmH

4.21E+03 kg/cm²

<;;; :g G1.--EF;; cmH

3.88E+03 kg/cm²

-;;; :g G1.<;EF;; cmH

3.13E+03 kg/cm²

3.;3E7;1 cm -;;; :g <.<;E7;1 cm <;;; :g 1.;=EF;; cm <4;; :g 1.1=EF;; cm <;;; :g 1.53EF;; cm -;;; :g 1.<8EF;; cm 48=; :g

2.29E+03 kg/cm² 48=; :g G1.<>EF;; cmH 3.14EF;; cm

!A"I#A$

%s&'er() n)m*na ,s -e&)rmac*)n 'n*ar*a 6.00E+03 5.00E+03 4.00E+03

n

3.00E+03 2.00E+03 1.00E+03 0.00E+00 0.00E+00

1.00E-01

2.00E-01

3.00E-01

12

4.00E-01

5.00E-01

|

Es&'er() rea ,s -e&)rmac*)n 'n*ar*a 4.50E+03 4.00E+03 3.50E+03 3.00E+03 

2.50E+03 2.00E+03 1.50E+03 1.00E+03 5.00E+02 0.00E+00 0.00E+00

1.00E-01

2.00E-01

3.00E-01

4.00E-01

5.00E-01

IIE EA$I# !!#IA

e o"iene $e la gca e&'#eo :& $e'omaci;n Lep

Lep

2.76E+03 gcm

1.12E03

13

|

MODULO DE OUNG

El módulo de Ioung está dado por la relación, siempre que estJ en el rango elástico.  E B

EB

σ  ε

2.76E+03 kg

/ cm ²

1.12E-03 cm

E ! 2.48E+06

kg / cmᶾ  

LIMITE DE FLUENCIA

/e obtiene por medio de la gráfica esfuerzo vs deformación

Lf ,

Lf  4.16E03

2.87E+03   kgcm ²

ESFUERZO DE CEDENCIA

/e obtiene trazando la recta paralela ;.3?

pcB 3.41E-02 gcm 14

|

pcB 2.76E+03 .

MODULO DE OUNG PARA LA DEFORMACION DEL 0.2"

EB

EB

σpc εpc 3.41E-02 kg

/ cm ²

2.76E+03

B 1.35E7- KgGcmH

EB1.35E7- KgGcmH MODULO DE RESILENCIA

/e obtiene por la ecuación@ U# !

r B

(σ ∗ε ) 2

dentro del rango elástico

(2.76E+03 kg / cm ²∗1.12E-03) 2

B 1.54E+00 gcm

E$%&'#(o )*+,)o

ma< = 4.97E+03

gcm

E$%&'#(o ' #&/&#

15

|

=3.06E+03 gcm Mo&o ' /'3,

El modulo esta dada por la ecuación@ t B r F # Donde@ r B

(2.76E+03 kg / cm ²∗1.12E-03) 2

B 1.54E+00 gcm

 #ra calcular el área será necesario utilizar la función@  # B

( σn+ 1 )∗( ( εn +1 ) −( εn )) 2

 #(E# 0*'0#L

M

#(E# (E#L

1.20E+02 kg / cm ²

1.06E+02 kg / cm ²

3.20E+02 kg / cm ²

3.00E+02 kg / cm ²

3.47E+02 kg / cm ²

3.06E+02 kg / cm ²

9.71E+01 kg / cm ²

8.27E+01 kg / cm ²

2.43E+02 kg / cm ²

2.02E+02 kg / cm ²

2.17E+02 kg / cm ²

1.75E+02 kg / cm ²

3.15E+02 kg / cm ²

2.44E+02 kg / cm ²

 >?>!

1.66E+03

 >?>!

kg / cm ²

kg / cm ²

16

1.42E+03

|

r B 1.-5EF;; KgGcmH kg

 #n B 1.<
nominal

real

tn B r F #

tr B r F #

)alculo

calculo

1.54E+00 gcm+1.66E+03

tnB 1.66E+03

1.54E+00 gcm + 1.42E+03 kg / cm ²

kg 2

cm

kg / cm ²

tr B1.42E+03

Mo&o ' Po,$$o

IB

 lB1.12E03

@"=

−εt  εl

d ₁ −d ₀ d₁

$on$eA 17

kg / cm ²

| -0.76 cm

@"= IB

0.76

-1.27 cm

−1.27

0.76

= -0.67105263

−(−0.67105263 )

B  6.02E+02

1.12E-03

IB 6.02E+02

: E !IIE;

9B

E

( +  y )

2 1

EB

2.76E+03 kg

1.12E-03 cm

E B 2.48E+06

=

/ cmᶾ  2 (1 + 6.02E+02 )

2.48E+06 kg

/ cm ²

kg / cmᶾ  

= 7.47E+08

 =7.47E+08

18

kg / cmᶾ  

kg / cmᶾ  

|

CALCULO DEL ENSAO DEMOSTRATIVO Diametro nicial

Diametro final

Longitud inicial

Longitud final

)arga ma%

)arga rup

N= 1.27 cm

NB= 0.76 cm

LB-.;8 cm

LfB-.<3 cm

=;;;Kg

-;;;Kg

orcenta&e reducido de área ?(edB (ᴨ ( 0.38 ) − ᴨ ( 0.635 ) ) ∗100 ᴨ ( 0.635 ) 2

(edB

 Af − A  ₀ ∗100  A ₀

2

2

 B 7<5.18?

(edB<5.3? esfuerzo de cedencia no e%istió cedencia

porcenta&e de alargamiento final ?LB

 Lf  − L ₀ ∗100  L ₀

19

|

LB -.;8 cm LfB-.<3 5.62 cm

?LB

−5.08 cm

5.08 cm

∗100

 B 11.33?

?L B 11.33? E/OE(P* '#Q'* B

B

 P  A

7000 kg ᴨ

(0.635 ) ²

=5525.87 kg / cm ²

ma%B   5525.87 kg / cm ²

E/OE(P* DE (+(#

B

 P  A

B

5000 kg ᴨ

(0.635 ) ²

=3947.05 kg / cm ²

B   3947.05 kg / cm ²

20

|

ENSAO MATERIAL FRAGIL 1. D'E0/*0E/ #(E# DE (+(#

 Rrea transversalB 1inH B <.5-1< cmH

3. Esfuerzo ultimo

B B<1; lb A

B

1 kg 2.2 lb

277.27 kg 6.4516

cm ²

B 3==.3= Kg

 B 53.>8 KgGcmH

21

 P  A

|

B53.>8 KgGcmH

D#+*/ *2+E0D*/ DE +#2L# 0*.1

leC

2.76E+03 gcm

@leC

1.12E-03

E(mo$. Do#ng)

2.48E+06

le' ('l#encia)

2.87E+03   kgcm ²

@le'

4.16E-03cm

Cc(cen$encia)

3.41E-02 gcm

@Cc

2.76E+03

ECc

1.24E-5 gcm



1.54E+00 gcm 22

kg / cmᶾ 

|

ma<

4.97E+03 gcm

F#C

3.06E+03 gcm

"n

1.66E+03

kg / cm ²

"

1.42E+03

kg / cm ²

 D

6.02E+02



7.47E+08

kg / cmᶾ  

+#2L# DE (E/L+#D*/  

elongacion

G

$e'. #ni"aia

e&'. nominal

e&'. /eal

/ g

ec

ẟ cm

@

n

i

e<"en&ome"o 1

500

0.6

5.07E-04

2

1000

1.4

1.18E-03

3

1500

2.5

2.11E-03

4

2000

3.6

3.04E-03

5

2500

4.5

3.81E-03

6

3000

5.8

4.91E-03

7

3500

6.7

5.67E-03

8

3641

25

2.11E-02

9

4000

23 9

2.02E-01

9.99E05 2.33E04 4.16E04 5.99E04 7.49E04 9.66E04 1.12E03 4.16E03 3.98E02

3.95E+0 2 7.89E+0 2 1.18E+0 3 1.58E+0 3 1.97E+0 3 2.37E+0 3 2.76E+0 3 2.87E+0 3 3.16E+0 3

1.27E+ 00 1.27E+ 00 1.27E+ 00 1.27E+ 00 1.27E+ 00 1.27E+ 00 1.27E+ 00 1.27E+ 00 1.31E+ 00

aCaa"o $e

23



"ena. ,omi

n

3.95E+ 02 7.89E+ 02 1.18E+ 03 1.58E+ 03 1.97E+ 03 2.37E+ 03 2.76E+ 03 2.86E+ 03 3.06E+ 1.20E+ 03 02

"ena. eal



1.06E+ 02

| Cina& 10

5000

13

6.60E-01

11

6000

21

12

6300

23

13

6000

28

14

5000

33

15

3870

42

1.07E+0 0 1.17E+0 0 1.42E+0 0 1.68E+0 0 2.13E+0 0

1.30E01 2.10E01 2.30E01 2.80E01 3.30E01 4.20E01

3.95E+0 3 4.74E+0 3 4.97E+0 3 4.74E+0 3 3.95E+0 3 3.06E+0 3

1.40E+ 00 1.48E+ 00 1.50E+ 00 1.55E+ 00 1.60E+ 00 1.69E+ 00

3.58E+ 03 4.06E+ 03 4.21E+ 03 3.88E+ 03 3.13E+ 03 2.29E+ 03

 

(E/L+#D*/ DEL E0/#I* DE'*/+(#+S*!ductil" ?(ed ?Lf )edencia Tma% Trup

<5.3? 11.33? ; --3-.8= KgGcmH 4>5=.;- KgGcmH

(E/L+#D*/ '#+E(#L O(#9L  #transversal

<.5-1< cmH

Tultimo

B53.>8 KgGcmH

CONCLUSION

24

3.20E+ 02 3.47E+ 02 9.71E+ 01 2.43E+ 02 2.17E+ 02 3.15E+ 02 1.66E+ 03

3.00E+ 02 3.06E+ 02 8.27E+ 01 2.02E+ 02 1.75E+ 02 2.44E+ 02 1.42E+ 03

| •

•

•

•

+odo material sometido a tensión puede ser analizado por medio de sus propiedades mecánicas. La deformación unitaria e%perimentada es proporcional al límite elástico mas no así en la zona plástica.

/e percibe la deformación unitaria de un material cuando se le de&a de aplicar tensión en su zona plastica. Los esfuerzos má%imos y esfuerzos de ruptura tienden a ser  iguales en los materiales dúctiles y frágiles.

BIBLIOGRAFIA

'arco 9arcía, 9uía práctica para el curso@ (esistencia de 'ateriales 1, +raba&o de 9raduación, 9uatemala, mayo de 3;;5, 0o. pag. 1>5

25