UNIVERSIDAD DON BOSCO FACULTAD DE INGENIERIA RESISTENCIA DE LOS MATERIALES CICLO I-2018
TEMA: “REPORTE GUIA 5:
APLASTAMIENTO”
ALUMNOS:
NOMBRE Mario Arturo Guerra Ayala Jaime Enrique Torres Monterrosa Erick Alejandro Zacarías Marroquín
CARNET GA140294 TM100385 ZM140359
DOCENTE: Ing. Marco Antonio Hernández Orellana GRUPO:
01L
San salvador 18 de abril 2018
OBJETIVOS
Identificar cuando un material está sometido a esfuerzos de aplastamiento.
Determinar los efectos de los esfuerzos de aplastamiento.
PROCEDIMIENTO I.
Para la realización de esta práctica primero se procede a tomar las medidas de cada una de las muestras utilizando el calibrador vernier.
II.
Luego nos aseguramos que la máquina de ensayo METROCOM se encuentre con la válvula de alivio cerrada y una velocidad de 10mm/min.
III.
Luego procedemos a poner la muestra para que la máquina de ensayo proceda a subir y se produzca el esfuerzo de aplastamiento.
IV.
Para poder medir las dimensiones finales de las muestras, se detuvo la máquina antes de que estas se destruyeran o tuvieran una deformación demasiado grande, para esto se detuvo la máquina una vez la gráfica de esfuerzo versus deformación en el software que utilizamos llegara a su valor máximo.
V.
Se repitió el proceso para cada una de las muestras.
ANALISIS DE RESULTADOS Cálculos para el esfuerzo máximo de apoyo Para los cálculos del esfuerzo de aplastamiento se hace uso de los datos obtenidos en la computadora y los gráficos mostrados en los anexos de donde obtenemos las fuerzas máximas para calcular los esfuerzos (Figura 4) (Figura 5) (Figura 6) (Figura 7).
=
=
=
Material Madera Nylon PVC Teflón
=
=
ó =
=
(. − )(− )
(−)(. − )
= .
(. − )(. − )
=
Dimensiones iniciales
(− )(− )
Dimensiones finales
= .
= .
= .
Fuerza máxima aplicada (N)
h = 19.7mm h = 17.8mm 1380 D = 18mm D = 19mm h = 19.6mm h = 18mm 1530 D = 18.7mm D = 19.9mm h = 20mm h = 19.2mm 3160 D = 20.4mm D = 22.3mm h = 19.6mm h = 16mm 1200 D = 20.4mm D = 23mm Tabla 1. Ensayo de aplastamiento.
Esfuerzo máx. de apoyo. MPa 4.10
4.27 7.38 3.26
Descripción y observaciones
Material
Tipo y descripción de la falla
Madera
Falla por aplastamiento
Nylon
Falla por aplastamiento
PVC
Falla por aplastamiento
Teflón
Falla por aplastamiento
Comentarios Debido a que se superó la resistencia última de aplastamiento, el cilindro de madera redujo su longitud y aumento su área transversal, mediante una fisura en medio de la cara frontal, apunto de dividirse a la mitad por lo que tiene una resistencia al aplastamiento muy baja.
Fue el material cuya pieza sufrió cambios menos notables pero aun así cambio también su área transversal, también por medio de fisuras en sus caras transversales, debido a los pocos cambios se puede decir que tiene una buena resistencia al aplastamiento. Pudimos ver que este material tuvo mayor resistencia al aplastamiento. Cuando se supera la resistencia ultima el área transversal del cilindro se expande, y su longitud disminuye; pero no presenta rajaduras en medio, por lo que se puede decir que tiene una buena resistencia al aplastamiento.
Tabla 2. Descripción de la falla por aplastamiento.
Cálculos de Esfuerzo máximo de aplastamiento Para los cálculos del esfuerzo de aplastamiento se hace uso de los datos obtenidos en la computadora y los gráficos mostrados en los anexos de donde obtenemos las fuerzas máximas para calcular los esfuerzos (Figura 4) (Figura 5) (Figura 6) (Figura 7).
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=
ó =
Material Madera Nylon PVC Teflón
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=
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(. − )(− )
= .
(. − )(. −)
(− )(. − )
= .
= .
(. − )(. −)
= .
Esfuerzo de Aplastamiento Fuerza calculada para la falla (MPa) 3.89 1380 4.17 1530 7.75 3160 3.00 1200 Tabla 3. Esfuerzo y Fuerza de aplastamiento.
TAREA COMPLEMENTARIA 1. Mencione tres partes de un equipo de laboratorio que le señale su instructor donde se den fuerzas de apoyo, anexe fotos.
Figura 1. Soporte de placa movible.
Figura 2. Base del equipo utilizado.
Figura 3. Placas para prueba de aplastamiento.
2. Indique la importancia de conocer los esfuerzos provocados por estas condiciones sobre las piezas mencionadas anteriormente.
Es importante realizar una supervisión previa sobre la práctica que haremos y las fuerzas de tensión o compresión que utilizaremos en dicha maquina ya que si no estamos pendientes de lo que realizaremos pueden surgir fallas momentáneas que dificulten el desarrollo de la práctica por cargas excesivas que den esfuerzos que no soporten las piezas que se encuentran defectuosas por diferentes razones, ya sea que estén desgastadas o con grietas por prácticas anteriores. Es así como evitaríamos inconvenientes mayores tanto prácticos como humanos.
3. ¿Qué fenómenos que ponen en peligro la maquina o dispositivo se producen en piezas solicitadas de esta forma?
Tanto pernos como pasadores y remaches crean esfuerzos en los elementos, en toda la superficie de aplastamiento de contacto. Como la distribución de estas fuerzas y los esfuerzos correspondientes es muy complicada en la práctica se usan valores promedios. Esto nos indica que todos los elementos sometidos a aplastamiento son calculados en promedio, lo que les deja una brecha de fallo en varios escenarios, algunas de las situaciones de la máquina de ensayos del laboratorio de la materia serian:
El salto que de la maquina después de una prueba a tensión genera cargas sobre los pernos de la máquina.
En la prueba en cortante se generan cargas en los pernos cuando la maquina hace presión hacia abajo.
Las vibraciones a las que está presente constantemente la máquina de ensayo afectan especial mente a las conexiones hechas por tornillos y pernos.
4. Mencione algunas formas de saber si una pieza podría fallar (o detectar falla antes de que haya consecuencias serias).
Los modos de falla de aplastamiento dependen de los factores geométricos, del diámetro del perno y del espesor del material a unir. A menudo la falla se produce por corte o desgarramiento de la plancha después de una gran deformación frente a la perforación.
Verificando la uniformidad de área superficial, verificando que no haya deformaciones plásticas que son alertas de fallo.
Si se ven grietas pequeñas en la pieza.
Revisar la vida útil de la pieza en base a su constitución física y la labor que desempeñe.
Tener especial cuidado en piezas sometidas a fatiga.
5. Investigue la relación que existe entre resistencia al aplastamiento de un material con la resistencia a la tensión, resistencia de fluencia, con la dureza y con la ductilidad del material.
La resistencia al aplastamiento y la resistencia a tensión se relacionan ya que en esta situación en la que hay tensión y aplastamiento se produce en el perno un esfuerzo cortante. Cuando un perno se encuentra en esfuerzo aplastante este revise una fuerza igual, pero en dirección contraria lo que hace el perno se ponga en tensión es decir que si la fuerza de aplastamiento es demasiado grande la fuerza que reciba el perno puede superar su resistencia de fluencia y fallar. La relación entre resistencia de aplastamiento y la dureza del material tienen una relación inversamente proporcional es decir que mientras más duro sea el material menor será su tendencia al aplastamiento y deformarse. Todos los materiales que usan para estar bajo la influencia de un esfuerzo aplastante tienen que ser materiales dúctiles ya que estos materiales tienen la cualidad de que dan señales antes de fallar al contrario de lo frágiles que fallan instantemente al superar sus límites. Y recordar que la ductilidad está relacionada con la duración del material entonces se busca un material adecuado con una buena resistencia y forma para tener optima resistencia al aplastamiento.
CONCLUSIONES I.
Al momento de finalizar los ensayos realizados en el laboratorio, y realizar los cálculos pertinentes, hemos notado una alta similitud entre los datos experimentales y los teóricos.
II.
Se lograron identificar los efectos de los esfuerzos de aplastamiento en diferentes materiales.
III.
Se identificaron diferentes elementos sometidos a esfuerzos de aplastamiento en la máquina utilizada para los ensayos.
BIBLIOGRAFIA
Ferdinand P. Beer, E. Russell Johnston, Jr. John T. DeWolf, David F. Mazurek(2013). Sexta edicion, Mecanica de los materiales. Mc Graw Hill.
http://es.scribd.com/doc/115236063/Esfuerzo-de-Aplastamiento
http://conceptodefinicion.de/ductilidad Askeland, D. R., Phulé P. P. (2003) La ciencias e Ingeniería de los materiales , México, D.F. Thomson, Cuarta edición. Neely, J. E., Kibbe, R.R. y García Diaz, R. (1992) Materiales y Procesos de Manufactura. México D. F. Limusa.
Anexos
Figura 4. Gráfico madera.
Figura 5. Gráfico Nylon.
Figura 6. Gráfico PVC.
Figura 7. Gráfico Teflón.
