UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL RESISTENCIA DE MATERIALES 1
Reporte No.2 Laboratorio de Resistencia de materiales 1
Práctica: 2 Compresión en materiales Dúctiles y frágiles.
Nombre:
Fernando Javier Franco Contreras
Carné:
201503507
Instructor: Instructor :
Ing. Luis Mariano Álvarez
Fecha de entrega: 5/09/2017
1. Descripción de la práctica.
El segundo ensayo del laboratorio consistió en una serie de tres pruebas de comprensión a dos clases de probetas distintas la primera probeta estaba hecha de acero el cual nos demostró el comportamiento de un material dúctil las otras dos probetas estaban hechas de concreto que se tomó como el material frágil del ensayo. El primer ensayó consistió en poner a prueba de compresión en el extensómetro la probeta de acero dicha prueba se realizó aplicándole cargas continuas en intervalos de 1000 Kgf entre entre cada carga hasta que se llegó a una carga máxima en la que se detuvo la compresión a medida que se aumentaba la carga de compresión el cilindro reducía su altura y aumentaba su ancho. El segundo ensayo consistió en poner a prueba de compresión la probeta de concreto pero dicha probeta se colocó en forma vertical para que las fuerzas de compresión aplicadas fueran axiales la a medida que se aplicaban las cargas la presión se observó las fracturación de la probeta y la manera violenta de comportamiento de material ante dicha prueba en esta probeta se consideró las deformaciones tanto transversales como longitudinales de la probeta. El tercer ensayo consistió en la aplicación de cargas de compresión a una probeta de concreto a diferencia de la probeta anterior esta probeta se colocó en forma horizontal “La probeta acostada” y la carga de compresión se concentró en l parte superior de la probeta hasta el punto en el que la la probeta se fracturo justo por la mitad de su área superficial. En el primer ensayo se puede afirmar que un material dúctil tiene a reducir su altura y aumentar su sección trasversal. En el segundo ensayo realizado con un material frágil, es mejor analizarlo en compresión para determinar sus propiedades ya que se puede recolectar más datos en comparación compara ción con las pruebas a tensión del dicho material, este material se resiste a los cambios en su forma y bajo compresión sus deformaciones son violentas. En la tercera prueba se observó que la compresión se concentra en el centro de su área superficial.
Módulo de Poisson por el método de la secante según la norma ASTM C469 obtenido de la gráfica de esfuerzo nominal vs. Deformación unitaria transversal:
= −−
Módulo de Resiliencia hasta que es el área obtenida del trapecio formado entre el punto de y el punto de la gráfica de .
Módulo de Elasticidad en corte (Modulo de Rigidez).
= 21+ 3.3 Muestra de cálculos para prueba por hendido.
Esfuerzo último a compr esión (f’c)
´ = Donde:
= ∗
Para el esfuerzo de tensión inducido:
= Donde:
= 2 ∗ ∗ ∗ ℎ
Ecuación para la relación entre el f’c y el esfuerzo de tensión se utilizó:
)∗100% =( ′
4. Cálculos.
4.1 Cálculos de ensayo determinados Ensayo material dúctil.
4.2.3 graficas esfuerzo nominal – Deformaciones unitarias (transversales y longitudinal)
4.2.4 Limite elástico proporcional. Él módulo de elasticidad del concreto representa la r igidez de este material ante una carga impuesta sobre el mismo. El ensayo para la determinación del módulo de elasticidad estático del concreto se hace por medio de la Norma ASTM C 469 y tiene como principio la aplicación de carga estática y de la correspondiente deformación unitaria producida. La primera fase es la zona elástica, donde el esfuerzo y la deformación unitaria pueden extenderse aproximadamente entre 0% al 40% y 45% de la resistencia a la compresión del concreto. Se dice que no tiene un límite elástico proporcional ya que la deformación del concreto no es proporcional a los esfuerzos esto hace que la elasticidad varié dependiendo el punto en el que estamos analizando y que el material tenga elasticidad de forma variables. 4.2.5 Modulo de Young material frágil ensayo 1. E (Pa)
1.05X109
4.2.5 Modulo de Poisson material frágil ensayo 1. M. Poisson 0.20514449
4.2.6 Modulo de Resiliencia material frágil ensayo 1. Ur (Pa) 7.37X103 4.2.7 Modulo de rigidez material frágil ensayo 1. M. Rigidez 4.36X108 4.3 Cálculos de ensayo por hendido material frágil cilindro horizontal. 4.4.1 Esfuerzo ultimo a compresión cilindro horizontal. σultimo f´(c)
(Pa) 1.10X107 4.4.2 Esfuerzo inducido por tensión σ h. σh (Pa)
1.38X106 4.4.3 Relación entre el f´(c) y el esfuerzo de tensión. Rel 12.47%
5.Discusión de resultados. Material Dúctil.
Se determinó que el comportamiento de este material expuesto a cargas de compresión tiende a deformar el material y no se llega a una estricción sino a todo lo contrario en un fenómeno en el cual las deformaciones internas que se encuentran vacías a medida que se aplican las cargas estas se reacomodan llenado todos sus espacios internos antes de empezar su comportamiento elástico haciendo lo que se conoce como un reacomodamiento de su factor de empaquetamiento, hasta llegar a evidenciar su zona elástica, hasta llegar a su límite de afluencia en el que demuestra su comportamiento plástico e irreversible lo cual revela que a medida en el que se aumentan las cargas el material aumenta el diámetro de su sección transversal y disminuye su altura hasta en el que su deformación unitaria y su esfuerzo crecen proporcionalmente. Material frágil ensayo 2 probeta vertical.
Este ensayo demostró que un material frágil se debe analizar en preferencia en prueba de compresión ya que pone en evidencia sus deformaciones tanto transversales como longitudinales esto se debe a que la probeta de concreto colocada de manera vertical permite que la compresión actué de forma axial a las cara del cilindro y de esta manera se pueden determinar sus características de una manera más específica aunque ambas deformaciones tanto longitudinal como transversal no llevan un comportamiento conciso con respecto a los esfuerzos a los que se exponen se puede ver el claro comportamiento en el que se llega de manera gradual se llega a un esfuerzo de ruptura. Por el análisis de una deformación respecto de la otra se logró determinar las propiedades fundamentales del material como la aproximación a un módulo de Young que nos muestra la elasticidad que tiene el material aunque no sea de manera gradual como también la relación que nos indica el módulo de poisson entre sus deformaciones, como la cantidad de energía que soporto en su zona elástica proporcionada por su módulo de resiliencia como también por medio de investigación se afirma que el material frágil no tiene límite elástico ya que su deformación no es gradual ni concisa con respecto a los esfuerzos aplicados de forma axial. Material frágil ensayo no.3 probeta horizontal.
En el material frágil en dicha prueba se tienen dos tipos de esfuerzos el primero es un esfuerzo ultimo de compresión; el cual es el máximo esfuerzo que soporto el material debido a la compresión aplicada en la probeta en sus extremos tanto superior como inferior. El segundo esfuerzo es el esfuerzo inducido de tensión; se considera un esfuerzo de tensión ya que el área donde se aplicó la carga es un área superficial lo cual nos indica que el esfuerzo dependiendo en que parte estemos analizando actuara como tensión que en este caso son los extremos horizontales haciendo que el material se fracture exactamente por la mitad de su área superficial como se observó en la práctica.
6. Anexos. Probeta de acero material dúctil.
Probeta de concreto. Ensayo 1
Ensayo 2
7. Bibliografía. 7.1 Marco, A, García, D. (2004). Guía práctica para el curso: resistencia de materiales 1, Capítulos 2 & 3. Universidad de San Carlos de Guatemala, Guatemala. 7.2 Robert L.M . (2010). Resistencia de materiales aplicada. (3ra. ed.). Madrid: PEARSON Pretice Hall.
