UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FALCULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
ENSAYO DE MATERIALES I
TITULO DE LA PRÁCTICA: ELASTICIDAD Y PROPORCIONALIDAD PROPORCIONALIDAD
NUMERO DE INFORME: 2
NOMBRE:
JARAMILLO VIÑAN JOSE EDUARDO
PARALELO: TERCERO
FECHA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA: 27-04-2016
FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: 04-0-2016
D!A Y HORA: MI"RCOLES# 1$:00 A 16:00
INTRODUCCIÓN
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
Bibliog!"#! G+# I S =, O/.(%& ( ;..3:+.()&+5(,200/5',3.2000$3)3&(+(,-(-5,(.+5(,;.5 PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MATERIALES =, O/.(%& ( ;..3:JJJ(,(5+.(%&+$+)>&&++).5+/K3()+&%(,K%&.+)&+,PROPIEDADESK MECANICASKDEKLOSKMATERIALES3
OBJETIVOS 1
OBETIO GENERAL •
• •
C3)/+) (93()&(%.+5(%.( >( &()., +.()&+5(, (%,++, (% (5 5+/)+.)& 35(% % 5+ 5( ( HOOE O/,()?+) 5+ ()+&% >( ,( '(%()+ (% 5, +.()&+5(, /+ 5+ +&% ( %+ +)'+ I%.()3)(.+) 5, ')<&, +)'+-()+&% =P ?, /.(%&+, (&+%.( (5 (%,+
OBETIO ESPEC!FICO •
•
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2
EQUIPOS P((,.+5 ( M+()+ C)%(.) =A Q 1 ,
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M+,+, =+;# 35<,.& =2'# $'# $$'# 171'
M+,+, =)(,).( =00'# 1000'
3
MATERIALES
CUCHO
PLÁSTICO
RESORTE
PROCEDIMIENTO 1. En el pedestal de madera plantado sobre la mesa colocamos el porta masas, el cual nos permitirá poner las masas que vamos a utilizar durante el ensayo. 2. Encerar el pedestal de madera para poder conocer la longitud inicial. 3. (Carga). Colocar la masa 1 en el porta masas y esperar un lapso de 3 minutos para tener una deormaci!n constante en el material con respecto al tiempo. ". #egistrar la deormaci!n que se produ$o en el material. %. #ealizar los 2 procedimientos anteriores para las " masas &. ('escarga). e irán quitando las masas respectivamente cada 3 minutos para poder conseguir los datos de descarga. . e utilizara un resorte, manguera y una cinta de cauc*o para realizar el ensayo y obtener las deormaciones de cada uno de ellos en carga y descarga.
"
TABLAS Y DATOS
CAUCHO N
MASA PARCIA ACUMULAD L A (g)
1 2 3 4 5
+ 2. 3 3.3 11
1 2 3 4 5
11 11 3.3 3 2.
LECTURA DEFORMACION INICI FIN PARCIA ACUMULAD AL AL L A (mm g (mm) ) (mm) (mm) PROCESO DE CARGA + "1& "1& + + 2. "1& "21 % % 1-%. "21 "2& % 1+ 2.2 "2& "31 % 1% "%+.2 "31 ""3 12 2 PROCESO DE DESCARGA "%+.2 "31 ""3 12 2 2.2 ""3 "3& 2+ 1-%. "3& "31 % 1% 2. "31 "2& % 1+ + "2& "2 & " ¨ TABLA N°1 ¨
PLASTICO N
MASA PARCIA ACUMULAD L A (g)
1 2 3 4 5
+ 2. 3 3.3 11
1 2 3 4
11 11 3.3 3
LECTURA DEFORMACION INICIA FIN PARCIA L AL L ACUMULADA (mm g (mm) ) (mm) (mm) PROCESO DE CARGA + 3-3 3-3 + + 2. 3-3 3- " " 1-%. 3- 31 " 2.2 31 3% " 12 "%+.2 3% "+2 1 PROCESO DE DESCARGA "%+.2 3% "+2 1 2.2 "+2 3 % 1" 1-%. 3 33 " 1+ 2. 33 3- " &
%
5
2.
+
3-
3-%
"
2
¨ TABLA N°2 ¨
RESORTE N
MASA PARCIA ACUMULAD L A
(g)
1 2 3 4 5
+ 2+. %++ %++ %++
1 2 3 4 5
%++ %++ %++ %++ 2+.
LECTURA DEFORMACION INICIA FIN PARCIA L AL L ACUMULADA (mm g (mm) ) (mm) (mm) PROCESO DE CARGA + 1 1 + + 2+. 1 2+% & & +. 2+% 2""3 " 12+. 2"- 23 "% " 1+. 23 33"% 13 PROCESO DE DESCARGA 1+. 23 33"% 13 12+. 33- 2" "" % +. 2" 2%+ "" %1 2+. 2%+ 2+" "& % + 2+" 1 % + ¨ TABLA N°3 ¨
&
GRÁFICOS CAUC$O GRAFICA N%&
%++ "%+.2 "%+
'EC#5 "++
C#5
3%+
3++
2.22.2
(acumulada) 2%+
2++
1-%.1-%.
1%+
2. 2.
1++
%+ + +
+
+ %
1+
1%
2+
2%
'E/0#C04 (acumulada)
3+
'LASTICO GRAFICA N%2
%++
"%+.2 "%+.2
"%+
C#5
"++
3%+
3++
2.2
2.2
(acumulada) 2%+
2++
1-%.
1-%.
1%+
2.
1++
2.
%+
+ + +
'EC#5
+ 2 " & - 1+ 12 1" 1& 1- 2+ 'E/0#C04 (acumulada)
-
RESORTE GRAFICA N%(
#E0#6E 2+++
'EC#5
1+.,
1%++
12+.,
C778'(g) 1+++
+.,12+.,
2+.,+., %++ + + +
%+
1++
1%+
'E/0#C304 C778' (mm)
CALCULOS TIPICOS CAUC$O ARACION DE LA DEFORMACION Δ Δ Δ Δ f Δ Δ o =
Δ Δ
−
15 mm −10 mm
=
C#5
Δ Δ
5 mm
=
9#C04 'E 8 Δ m Δm f Δ m o =
Δ m
−
279.2 g −185.9 g
=
Δ m
93.3 g
=
C04646E 'E :#0:0#C048'' E86C k
=
k
=
k
Δm Δ Δ 93.3 g 5 mm
18.66
=
g mm
PLÁSTICO
9#C04 'E 8 'E/0#C04 Δ Δ Δ Δ f Δ Δ o =
Δ Δ
=
Δ Δ
=
−
12 mm −8 mm
4 mm
9#C04 'E 8 Δ m Δm f Δ m o =
−
Δ m
279.2 g −185.9 g
Δ m
93.3 g
=
=
1+
C04646E 'E :#0:0#C048'' E86C Δm
k
k
=
=
Δ Δ
93.3 g
k
23.33
=
4 mm
g mm
RESORTE
9#C04 'E 8 'E/0#C04 Δ Δ Δ Δ f Δ Δ o =
−
Δ Δ
=
94 mm −49 mm
Δ Δ
=
45 mm
9#C04 'E 8 Δ m Δm f Δ m o =
−
Δ m
1270.9 g−500 g
Δ m
770.9
=
=
g
C04646E 'E :#0:0#C048'' E86C k
=
Δm Δ Δ
k
=
500 g 45 mm
k
11.11
=
g mm
11
CONCLUSIONES •
•
•
•
C%5&, >( (5 )(,).( ,( 3)*+ (&) >( )(')(, + , (,.+ )&'&%+5 % % ())) *%& ( 1 ( 5%'&. 5(' ( 5, 3)(,, ( +)'+ (,+)'+ + &()(%&+ (5 +; (5 35<,.& T, 5, +.()&+5(, +.+% ( +%()+ &()(%.( +%.( 5+, +)'+, ( .)+&%# (,. ,( (/( 3)&%&3+5(%.( + 5+, 3)3&(+(, (5<,.&+, 35<,.&+, >( .&(%( ++ % ( 5, +.()&+5(, P(, (&) >( + 5, +.()&+5(, +% ,( 5(, +35&+ +)'+, ( .)+&% .(%,&% %(%.( (,., +/&+% , )+ ,( 3)(,(%.+ %+ ()+&% +5+)'+&(%. (5 +.()&+5 S& 5+ +)'+ ( .)+&% >( (93()&(%.+ % +.()&+5 (, +) +5 5*&.( (5<,.& (,.( 3(( .(%() &()(%.(, ((.,# ,& 3+,+% ( , 5*&.( (5<,.& ,( 3)( %+ ()+&% 3()+%(%.( ;+,.+ 55('+) + 5+ )3.)+
RECOMENDACIONES •
•
•
•
•
•
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
12
BIBLIOGRAFÍA ;uenas 6areas. (s..). buenas tareas. 0btenido de *ttp<==>>>.buenastareas.com=ensayos=norme'e8aboratorio#esistencia 'eateriales=12&.*tml 5arcia, ?. (s..). La Gran Enciclopedia. 0btenido de *ttp<==>>>.proyectosalon*ogar.com=Enciclopedia@lustrada=Ciencias=8ey@de@? ooAe.*tm 5oya, . . (s..). 0btenido de *ttp<==materiales2++-.blogspot.com=2++-=+3=propiedadesdelos metales.*tml 8indao, C. (& de eptiembre de 2+11). SlideShare. 0btenido de *ttp<==es.slides*are.net=ready1B=labsicabinorme1elasticidad2++%-1 PROPIEDADES ECA!ICAS DE LOS ATERIALES . (s..). 0btenido de
*ttp<==>>>.escuelatecnica3.com.ar=quimica=cuarto=lab@operaciones@unitarias= :#0:E''E@EC4C@'E@80@6E#8E.pd
13
ANEXOS
)GRAFENO* MATERIAL DEL FUTURO
El graeno es una sustancia ormada por carbono puro, con átomos dispuestos en patr!n regular *eBagonal, similar al grato, pero en una *o$a de un átomo de espesor. Es muy ligero< una lámina de 1 metro cuadrado pesa tan solo +, miligramos. e considera 2++ veces 1"
más uerte que el acero y su densidad es aproBimadamente la misma que la de la bra de carbono, y es aproBimadamente cinco veces más ligero que el acero.
5#/E40< D47E90 6E#8 :# 8 E'/CC4F En 2gv sensibilidad patrimonial llevamos aGos comprometidos con el estudio y desarrollo de nuevas tHcnicas y materiales de construcci!n, especialmente en la bIsqueda de nuevas aplicaciones en el ámbito de la re*abilitaci!n y restauraci!n del patrimonio. :or ello este artJculo quiere poner de maniesto las particularidades del que *a sido denominado como el material del uturo, el graeno. :or a*ora se tiene poco conocimiento en cuanto a la eBperiencia en su aplicaci!n en la edicaci!n pero podemos identicar sus caracterJsticas principales y aventurarnos en imaginar *asta quH punto cambiará nuestras vidas. u descubrimiento *a despertado un autHntico interHs en todos los campos de la ciencia y la tecnologJa desde que los revolucionarios eBperimentos sobre sus propiedades llevados a cabo por ndrHy 5ueim y KonstatJn 4ovosi!lov se *icieron merecedores del :remio 4obel de /Jsica de 2+1+. :ero Dc!mo puede este material inLuir en las tHcnicas de construcci!n de nuestro patrimonioF DCausará igualmente una revoluci!n a la *ora de concebir nuestras edicacionesF El graeno es una sustancia ormada por carbono puro, con átomos dispuestos en un patr!n regular *eBagonal similar al grato, pero en una *o$a de un átomo de espesor. Es muy ligero, una lámina de 1 metro cuadrado pesa tan s!lo +, miligramos. 8as aplicaciones potenciales del graeno son muy numerosas, seguidamente nos aventuramos a enumerar algunas de ellas< •
Es abundante, econ!mico y conduce la electricidad me$or que ningIn otro metal conocido. :ermitirá abricar baterJas ultrarrápidas y potentes paneles solares, además supone una base eBcelente para 1%
crear nuevos materiales a medida, en unci!n de las necesidades especJcas. •
•
•
Es un material eBtremadamente no y resistente Mentre 1++ y 3++ veces superior al aceroM, ?arJa alta poner encima a un eleante balanceándose sobre un lápiz para romper una sola *o$a de este material puesta sobre una taza de caH Es impermeable y LeBible. :ermitirá abricar desde teBtiles a ordenadores con pantallas táctiles enrollables y con procesadores cien veces más rápidos que los actuales. Es transparente, podemos aventurarnos a imaginar pantallas integradas en las ventanas de nuestros edicios pudiendo transmitir inormaci!n, como por e$emplo las condiciones climáticas del eBterior.
:arece que el graeno ya no es un material de ciencia cci!n pero Dcual es el principal obstáculo que presenta en la actualidadF u producci!n. 4o es posible abricar graeno a gran escala. :ese a ello, son muc*as las compaGJas que *an apostado por este material y que *an invertido muc*o tiempo en la investigaci!n, con lo que nos lleva a pensar que será más pronto que tarde cuando veamos sus aplicaciones integradas en nuestro patrimonio y en nuestro entorno más cercano.
7no de los primeros proyectos que se present! NaGo 2+11 en base a partir de un material compuesto de graeno ue el ?ydra Ayscraper (magen de portada) por un estudio multidisciplinar serbio ormado por ilos 9lastic, 9uA '$ord$evic, na 8azovic, ilica tanAovic que tuvo un reconocimiento de *onor en arquitectura ante los premios E9080.
1&
e pretendJa ante su alta conductividad tHrmica y elHctrica, además de su gran resistencia superando en doscientas veces al acero, captar la energJa que se produce durante las tormentas elHctricas y almacenar la energJa producida en mega baterJas ubicadas en la base del edicio. El proyecto tambiHn incluJ a un centro de investigaci!n, viviendas, y zonas de recreo para los cientJcos y sus amilias. /uturo o no, ya se veJa venir las posibilidades de un material que está revolucionando tanto el campo de la tecnologJa como las diversas aplicaciones que puede tener.
BIBLIOGRAFIA 1
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urra" Tortarolo# G. " urra" Prisant# G. $%ulio &'(&). Gra*eno+ ,La si-uiente reoluci/n tecnol/-ica0 ,C/1o es0 Reista de Diul-aci/n de la Ciencia de la Uniersidad !acional. A2o (3# no. (43# pp. &&5&6. ISS! (78'59(74 C. D. Si1pson et al. :S"nthesis o* a Giant &&& Carbon Graphite Sheet: Che1istr" 5 A European ;ournal# 4 (3&3 $&''&)
urra" Tortarolo# G. " urra" Prisant# G. $%ulio &'(&). Gra*eno+ ,La si-uiente reoluci/n tecnol/-ica0 ,C/1o es0 Reista de Diul-aci/n de la Ciencia de la Uniersidad !acional. A2o (3# no. (43# pp. &&5&6. ISS! (78'59(74
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