Informe Técnico N° 1 Laboratorio de Resistencia de Materiales (MC(MC-327)
CONTENIDO 1. MARCO TEÓRICO................................................................................................. 2 2. INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 5 3. DE LA MUESTRA .................................................................................................. 5 4. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO ......................... ............ .......................... .......................... .......................... ......................... ............ 5 5. EQUIPO UTILIZADO ............................................................................................. 5 6. RESULTADOS ....................................................................................................... 6 7. CONCLUSIÓN ....................................................................................................... 6 8. ANEXOS 8. ANEXOS .......................... ............ .......................... ......................... .......................... ........................... ........................... ......................... .................... ........ 7 Datos adicionales del ensayo de tracción .......................... ............. ........................... ........................... ........................ ........... 7 Requerimentos de tensión para el acero A 36 .......................... ............. .......................... .......................... .................. ..... 8 Dimensiones de la probeta estándar según la norma ASTM A 370 ........................ .............. .......... 8
Ensayo de Flexión
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1. MARCO TEÓRICO El ensayo de flexión se usa para determinar las propiedades de los materiales frágiles en tensión. Se pueden observar un módulo de elasticidad y una resistencia a la flexión. El ensayo de flexión se basa en la aplicación de una fuerza al centro de una barra soportada en cada extremo, para determinar la resistencia del material hacia una carga estática o aplicada lentamente. Normalmente se usa para materiales frágiles. Modulo de elasticidad: Modulo de Young o la pendiente de la parte lineal de la curva esfuerzo-deformación en la región elástica. Es una medida de la rigidez de un material; depende de la fuerza de los enlaces interatómicos y de la composición, y no depende de la microestructura. Resistencia a la flexión: Esfuerzo necesario para romper un espécimen en un ensayo de flezion. Tambien se le conoce como modulo de ruptura.
Comportamiento de los materiales sometidos a la flexión. Si las fuerzas actúan sobre una pieza de material de tal manera que tiendan a inducir esfuerzos compresivos sobre una parte de una sección transversal de la pieza y los esfuerzos tensivos sobre la parte restante, se dice que la pieza está en flexión. La ilustración común de la acción flexionante es una viga afectada por cargas transversales; la flexión puede también causarse por momentos o pares tales como, por ejemplo, los que pueden resultar de cargas excéntricas paralelas al eje longitudinal de una pieza. Las estructuras y máquinas en servicio, la flexión puede ir acompañada del esfuerzo directo, el corte transversal, o el corte por torsión. Por conveniencia, sin embargo, los esfuerzos flexionantes pueden considerarse separadamente y en los ensayos para determinar el comportamiento de los materiales en flexión; la a tensión usualmente se limita a las vigas.
Fallas por flexión. La falla puede ocurrir en las vigas debido a una de varias causas, de las cuales se ofrece una lista a continuación. Aunque estos modos de falla se exponen primariamente con
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referencia a las vigas de material dúctil, en sus aspectos generales son aplicables a cualquier material.
La viga puede fallar por cedencia de las fibras extremas. Cuando el punto de cedencia es alcanzado en las fibras extremas, la deflexión de la viga aumenta más rápidamente con respecto a un incremento de carga; y si la viga tiene una sección gruesa y fuerte o está firmemente empotrada de tal modo que no pueda torcerce o flambearse, la falla se verifica con un pandeo gradual que finalmente se torna tan grande que la utilidad de la viga como miembro sustentante queda destruida,
En una viga de largo claro, las fibras en compresión actúan de manera similar a aquellas en compresión de una columna, y la falla puede tener lugar por flambeo. El flambeo, el cual generalmente ocurre en dirección lateral, puede deberse ya sea a la causa primaria o secundaria de la falla. En una viga en la cual el esfuerzo flexionante excesivo sea la causa primaria de la falla y en la cual la viga no esté firmemente sostenida contra el flambeo lateral, el sobreesfuerzo puede ser rápidamente seguido por el colapso de la viga debido al flambeo lateral, ya que la estabilidad lateral de la viga es considerablemente disminuida si sus fibras extremas son esforzadas hasta el punto de cedencia. El flambeo lateral puede ser una causa primaria de la falla de la viga, caso en el cual el esfuerzo en las fibras no alcanza la resistencia hasta el punto de cedencia del material antes de que el flambeo ocurra. El flambeo frecuentemente limita la resistencia de las vigas angostas.
La falla de los miembros de alma delgada, como una vigueta, puede ocurrir debido a los esfuerzos excesivos en el alma o por el flambeo del alma bajo los esfuerzos compresivos diagonales que siempre acompañan a los esfuerzos cortantes. Si el esfuerzo cortante en el alma alcanza un valor tan alto como en de la resistencia has el punto de cedencia del material en corte, la falla de la viga puede esperarse y la manera de la falla probablemente derivará de alguna acción de flambeo o torsión secundaria. El esfuerzo compresivo ordinario que siempre acompaña al cortante puede alcanzar un valor tan alto que el flambeo del alma de la viga constituya una causa primaria de la falla. El peligro de la falla en el alma como una causa primaria de la falla de la viga existente, en general, solamente para las vigas cortas con alma delgada.
En aquellas partes de vigas adyacentes a los datos de apoyo que transmiten las cargas concéntricas o las reacciones las vigas, pueden establecer esfuerzos
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compresivos altos, y en las vigas I o canales el esfuerzo local en aquella parte del alma más cercana a un lado de apoyo puede tornarse excesivo. Si este esfuerzo local excede la resistencia contra el punto de cedencia del material en la unión del alma y el patín, la viga puede fallar primariamente debido a la cedencia de la parte sobrefatigada.
La falla de las vigas de material quebradizo como el hierro fundido y el concreto simple siempre ocurre por ruptura súbita. Sin embargo cuando simple siempre ocurre por ruptura súbita. Sin embargo cuando se acerca al momento de la falla, el eje neutro se desplaza hacia el canto en la compresión y tiende así a reforzar la viga, la falla finalmente ocurre en las fibras tensadas porque la resistencia a la tensión de estos materiales es únicamente una fracción de la resistencia y a la compresión es de aproximadamente 25% para el hierro fundido y 10% para el concreto.
Estas son algunas maquinas utilizadas en los ensayos de flexión, cuentan con modalidades de control para ensayos bajo carga de ensayo constante, velocidad constante, mantenimiento de la carga, mantenimiento del desplazamiento, etc. En pantalla se muestran los datos y curva del ensayo. Los datos se almacenan y administran como base de datos. Se pueden conectar a una red.
Aparatos para ensayos de flexión Los principales requerimientos de los bloques de apoyo y carga para ensayos de vigas son los siguientes: 1. Deben tener una forma tal que permita el uso de un claro de largo definido y conocido. 2. Las áreas de contacto con el material bajo ensayo deben ser tales que las concentraciones de esfuerzo indebidamente altas (las cuales pueden causar aplastamiento localizado alrededor de las áreas de apoyo) no ocurran. 3. Debe haber margen para el ajuste longitudinal de la posición de los apoyos de modo que la restricción longitudinal no pueda desarrollarse a medida que la carga progrese. Ensayo de Flexión
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4. Debe haber margen para algún ajuste lateral rotativo para acomodar las vigas que estén ligeramente torcidas de uno al otro extremo, de modo que no se inducirán esfuerzos (cargas) torsionantes. 5. El arreglo de las partes debe ser estable bajo carga.
Figura 01. Maquina para ensayos de flexión.
2. INTRODUCCIÓN Se detalla aquí los resultados al realizar sendos ensayos de flexión a dos tablas de madera de dimensiones similares obteniendo de esta forma propiedades mecánicas requeridas.
3. DE LA MUESTRA Dos tablas de madera Marupa de dimensiones 140 mm de largo, 3” de ancho y 1” de espesor.
4. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO Según manual ASTM D 143 - 94.
5. EQUIPO UTILIZADO
Maquina universal de ensayos. Marca:
AMSLER
Capacidad:
5 Tn
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Aproximación:
Vernier digital Marca:
Mitutoyo
Aproximación:
± 0.01 mm.
Flexómetro Aproximación
± 0.5 mm.
Reloj comparador Aproximación
± 1 kg.
± 0.001 mm.
Regla de acero con puntos de apoyo
6. RESULTADOS 7. CONCLUSIÓN
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Informe Técnico N° 1 Laboratorio de Resistencia de Materiales (MC-327) 8. ANEXOS
Datos adicionales del ensayo de tracción
Velocidad de ensayo
N° Probeta 1 2 3
Zona elástica 2.69 mm/min 2.75 mm/min 2.65 mm/min
Zona plástica 21.52 mm/min 22.00 mm/min 21.22 mm/min
Tiempo del ensayo 101 s 82 s 80 s
Gráficas carga vs. deformación
Figura 03. Curvas de carga vs. deformación
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Requerimentos de tensión para el acero A 36
Dimensiones de la probeta estándar según la norma ASTM A 370
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