ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA MECÁNICA DE MATERIALES I
Nombres:
Constante Parra Giovanny Daniel Ramírez Cabrera Mario Esteban
Curso: GR3 Fecha: 17/03/2014
OBJETIVOS
Diseñar una estructura de un puente capaz de soportar cargas, construido totalmente de fideos. Calcular la carga y el esfuerzo al que estará sometido dicho puente antes de su quiebre.
MATERIALES MATERIALES Y EQUIPOS Materiales
Fideos Spaghetti tipo V arilla Nº 5 marca “Don Vittorio” Pegamento
Equipos
Pesas de diferentes magnitudes Monedad de diferente denominación Calibrador pie de rey
PROCEDIMIENTO
Prueba de fideo
Para el cálculo de carga máxima tomamos fideos y los colocamos uno seguido de otro y colocamos pesos encima de los fideos. En lugar de fideos hicimos grupos de monedas de la misma denominación y las colocamos encima de los fideos, cada grupo de monedas nos representó diferentes valores de carga, por ejemplo, un grupo de 10 monedas de 0.05$ (5 centavos) pesó 25 gramos y lo mismo con otros grupos de monedas. PESO (Monedas)
FIDEOS
Hicimos varias pruebas con diferentes pesos, diferentes tipos de fideos y diferente número de fideos, y mediante una relación matemática logramos calcular el Módulo de elasticidad y el esfuerzo que está sometido antes de que ceda el fideo.
Tipo de puente
Elegimos un diseño de tipo apuntalado puesto que es una estructura con base en triángulos que soporta bastante peso, armamos primero las caras laterales y procedimos a pegar todo con el pegamento, luego fue el turno de la luz del puente y lo realizamos de la misma manera que las caras laterales. Finalmente acoplamos acoplamos todo y lo pegamos, dejándolo secar por bastante tiempo.
CALCULOS Cálculo del módulo de elasticidad y esfuerzo máximo de una sola unidad (un fideo)
(Buhler, p.17)
Donde:
o
o
o
[] []
J: momento de inercia d: diámetro del fideo
σ: esfuerzo
(Buhler, p.18)
Mmax: momento de flexión máxima
[] ] [] ]
G: carga máxima lo: longitud inicial
(Buhler, p.18)
Donde
W: momento de resistencia
d: diámetro
Datos o o o o
Donde
[] ]
Donde
o
f: extensión virtual con esta carga
(Buhler, p.18)
[] ] ] G: carga máxima [] lo: longitud inicial
(Buhler, p.18)
Donde
o
E: módulo de elasticidad
[] ] [] ] [] ] []
[] ]
[]
[] ]
1 2 (Combinando las ecuaciones 1 y 2) ) ( 3 4 5 (Combinando las ecuaciones 3,4 y 5)
IMÁGENES
CONCLUSIONES
El módulo elástico calculado fue de 141.86
El esfuerzo calculado fue de 245.51
El puente tipo apuntalado, es un puente que está compuesto de elementos conectados
con tensión, compresión o ambos.
Usamos los fideos largos spaghetti puesto que son bastante flexibles y muy útiles para la construcción y diseño del puente.
RECOMENDACIONES
Procurar no usar fideos muy gruesos puesto que a veces resultan ser muy frágiles o son muy pesados. Elegir para el diseño un tipo de puente que sea resistente y flexible. Calcular los esfuerzos a los que serán sometidos los fideos nos dará una predicción de lo que llegará a pasar al momento de la prueba. Realizar simulaciones con programas computacionales (SAP 2000, ALGOR, SOLIDWORKS, etc.) para igualmente tener una predicción de lo que podrá ocurrir.
BIBLIOGRAFÍA
http://es.wikipedia.org/wiki/Puente#Tipos_de_puentes, Puente
Simulador SAP 2000
BUHLER, Ensayo en serie de las propiedades físicas de las pastas alimenticias, Diagrama 42, 1(42): 17-18, Noviembre/Diciembre 1966.