Informe Final de Laboratorio Laboratorio N° 3 – Ensayo de de Cizallamiento o Corte Corte
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INFORME TÉCNICO - LABORATORIO LABORATORIO DE MECÁNICA N° 4 – 003 – 2014 SOLICITANTE: Ing. Lazo Ochoa, Sebastián ORDEN DE SERVICIO: 1003 FECHA: 02/12/2014 1. – INTRODUCCIÓN Se adquirió 1 robetas de 42 !! de "argo de un edazo de un suuesto e"ectrodo de so"d so"dad adur ura a # $01 $011 de diá! diá!et etro ro no!i no!ina na"" % !! & que que será será so!eti so!etida da a un ensa& ensa&o o de ciza""a!iento o corte directo o ri!ario con carga concentrada en "a arte centra" entre ao&os que estará actuando sobre 2 secciones trans'ersa"es si!u"tánea!ente (dob"e e)ecto* ara oder estudiar su co!orta!iento e"ástico ante e" es)uerzo cortante que se origina.
2. – FUNDAMENTO TEÓRICO 2.1) Ensayo de Corte o Cizallamiento Se trata de deter!inar e" co!orta!iento de un !ateria" so!etido a un es)uerzo cortante, rogresi'a!ente creciente, hasta conseguir "a rotura or des"iza!iento a "o "argo de "a sección de ciza""a!iento. Se so!ete a este ensa&o "os !ateria"es destinados a )abricar cha'etas, re!aches, torni""os, ernos, etc. que traba+an a es)uerzo constante. 2.2) Resistencia y Deformación en el Cizallamiento Si a "a ieza de "a ig. - 1 que está e!otrada en e" etre!o & "ibre or e" , se "e a"ica una )uerza , que acta "o !ás rói!o osib"e a "a sección de e!otra!iento 567, "a arte de "a !is!a tiende a des"izar a "o "argo de esta sección con re"ación a "a arte & "as )uerzas interiores que se oonen a ese des"iza!iento originan una tensión tangencia" cu&o 'a"or ro!edio es8 τ =
T A 0
1
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#
"
!
!$ C M
D M
Fig. 1 - Ejecución del Ensayo
2.%) &ro'etas (o eisten *ro'etas normalizadas *ara este ti*o de ensayo. #" corte de "a robeta uede rea"izarse en una so"a sección (ig. - 2* o en 2 secciones a "a 'ez (ig. - 3*. La osición !ás ráctica es 9sta "ti!a, &a que en "a 1ra si!u"tánea!ente con "a )uerza de corte actan )uerzas de )"eión roducidas or "a resu"tante : de "as )uerzas de co!resión & roza!iento que se desarro""an en e" contacto entre "as cuchi""as & "a robeta, roduciendo roturas re!aturas. Si es "a )uerza tota" de corte, e" es)uerzo de rotura
2
(σ R ) ro!edio or corte será8
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σ R=
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T T o σ R= A0 2 A 0
# #
R
!$
!$
!$ R
#,2
# Fig. 2 - Cizallamiento +im*le Efecto
#,2
Fig. % - Cizallamiento Do'le Efecto
Segn
se
roduzca e" corte or una sección o or 2. #" es)uerzo de corte no uede obtenido co!o un es)uerzo uro ues 'a genera"!ente aco!a;ado or un es)uerzo de cu&o 'a"or 'ariará segn e" rocedi!iento a seguir ues es que si se considera una so"a i!ortancia decrecerá, aunque este caso tendrá una eque;a en e" 'a"or obtenido, "a dureza enetración en cu;a de" !is!o.
ser o si!"e, )"eión, indudab"e cuchi""a su ta!bi9n en in)"uencia de" )i"o & "a
3. – DE LA MUESTRA
3
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Se identi)icó e" !ateria" co!o una robeta de !ateria" de e"ectrodo de so"dadura # $011 de di!ensiones8 42 m m x ∅ 5 mm ,
4. – CONDICIONES DE ENSAYO #" ensa&o se rea"izó a te!eratura a!biente de" distrito de" :=!ac. T ° =18 ° C Hr =82 ( Humedad relativa )
5. – EQUIPOS, INSTRUMENTOS, HERRAMIENTAS Y MATERIALES UTILIZADOS •
•
• •
aquina >ni'ersa" de ensa&os !arca L:#7 ?. SL#: @ 6I, caacidad8 5 toneladas ± 1 Kgf . 6a"ibrador digita" I>O@O %00 A 1BC A 20 7IDII6 5SOL># E (200 !!*. 7i!ensiones 1.5 cm∗9 cm∗29 cm . #rror instru!enta" ± 0.02 mm ( ± 0.0010 ' ' ) . 5ater=a S:44. Sierra. 4
4
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Calibrador digital Mitutoyo.
Máquina Universal de Ensayos Amsler.
. – PROCEDIMIENTO DE ENSAYO No se empleó ninguna norma.
Se co"ocó "a !uestra en "a !áquina de tracción !s"er, se regu"ó & se a"icó una carga trans'ersa" creciente hasta e" !o!ento de )a""a (rotura or corte directo* de" cua" se obtu'o 3 !uestras de" !ateria", con eso tene!os "a carga de )a""a de dob"e e)ecto "e=da en e" dina!ó!etro. #" área trans'ersa" de "as secciones donde acta "a carga a"icada 'ar=a 1 d9ci!a de !! a "o "argo d9cada !uestra obtenida "uego de" ensa&o.
!. – C"LCULOS Y RESULTADOS -.1) Datos 'tenidos en /a'oratorio
5
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7i!ensiones de "as !uestras obtenidas or corte8 "argo de una de e""as8
4.90, 4.87, 4.89 y 4.90 mm
& "os
∅
'ar=an a "o
.
uerza de rotura or corte directo (7ob"e e)ecto*8 Velocidad de ensayo:
14 mmdelongitud
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1850 kgf
.
v =5 mm / min
-.1) C0lculos Se traba+ará con8 ϕ promedio =
4.90 + 4.87 + 4.89 + 4.90 4
= 4.89 mm
Rotura=1850 kgf ! ! 2 2 2 A 0= ∗ϕ promedio = ∗4.89 =18.7805 m m 4
" τ Rotura =
4
Rotura 2∗ A0
=
1850 kgf 2∗18.7805 mm
2
=49.253 kgf 2 mm
¿ 483.171 #$a≠70.078 k p si Segn "a .F.S "os requeri!ientos !=ni!os de !ateria"es de aorte son8
Electrodo A! E 0 E 0 E 50 E 60 E 100 E 110
E"#$er%o de rot$r& '()*'o +,"*.
E"#$er%o de #l$e)c*& '()*'o +,"*.
Elo)/&c*)
62 – 67
50 – 55
17, 22, 25
72
60
17, 22
80
65 – 70
22, 24
90
78 – 90
24
100
90 – 102
20
110
95 – 107
20
Los es)uerzos de rotura !=ni!os asignados en "a tab"a anterior corresonden a tracción sin trata!iento t9r!ico, de "os cua"es 62 kpsi corresonden a" es)uerzo de rotura or tracción !ientras que segn nuestros cá"cu"os e" es)uerzo de rotura or corte es de
6
70 k
psi .
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#. – CONCLUSIONES •
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#" !ateria" de" que está hecho e" e"ectrodo # $011 ensa&ado en "aboratorio osee un es)uerzo de rotura or corte de C0 Gsi. #ste !is!o !ateria" osee un es)uerzo de rotura or tracción de $2 Gsi, or "o que resiste !ás a corte uro que or tracción. 7e "o anterior se deduce que nuestro ser=a !ás aroiado en zonas so!etidas a ciza""a!iento. La resistencia a "a rotura or tracción reresenta un EE.%C H de "a resistencia a "a rotura or corte uro o directo ara nuestro !ateria" ensa&ado.
$I$LIO%RAF&A • • •
7ise;o de #"e!entos de áquinas I, Ing. ortunato "'a 7á'i"a. htt8//2.u"a.'e/dsiaorta"/d!docu!ents/e"e!entos/O:-ILLOS.d) htt8//.ut.edu.co/J"'anegas/disI/6aE.d) 7
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