ensayo flexion

UNIVERSIDAD SANTO TOMASDIVISIÓN DE INGENIERÍAS

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICAAsignatura: MATERIALES INDUSTRIALES I – Grupo 3A

(B. C. Casas), (A. Corredor), (D. A. Gutierrez)Ensayo de flexion

(B. C. Casas), (A. Corredor), (D. A. Gutierrez)

(Recibido: 3 de Junio de 2016; Aprobado: 3 de Junio de 2016)

RESUMENEn este documento se observara el ensayo de doblado de una probeta e acero 8620 y el respectivo análisis de los datos obtenidos tanto físicas como las que arroja el computador, este ensayo se hará por medio de una maquina universal de ensayos con su respectivo montaje para la realización del ensayo y una preparación de una probeta con características definidas para la realización del ensayo.

Palabras clave – Flexión, Doblado, Recuperación del material

ABSTRACT

In this paper the bending test of a specimen and steel 8620 and the respective analysis of data from both physical and which throws the computer is observed, this trial will be made by means of a universal testing machine with its respective assembly for test conditions and preparation of a specimen with defined characteristics for performing the assay.

Keywords - Deflection, Bending, Material Recovery

Primer Autor: [email protected] Estudiante de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad Santo Tomás.Segundo Autor: autor2@ usantotomas.edu.co Estudiante de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad Santo Tomás.Tercer Autor: autor3@ usantotomas.edu.co Estudiante de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad Santo Tomás.

I. INTRODUCCIÓNEl ensayo de flexión se usa para determinar las propiedades del material cuando es sometido a una tensión.se puede observar un módulo de elasticidad y una resistencia a la flexión. El ensayo de tensión se basa en aplicar una fuerza al centro de una barra que esta soportada en cada extremo, para determinar la resistencia del material hacia una carga estática. Tedremos dos parámetros importantes en el ensayo como lo son módulo de elasticidad que es la medida a la rigidez del material y también

Materiales Industriales I – G 3A, Taller No. 1, Grupo 3A, junio de 2016, pág. xx a pág. xx



(B. C. Casas), (A. Corredor), (D. A. Gutierrez)tendremos la resistencia a la flexión que también es conocido como módulo de ruptura, a lo largo del ensayo se pretende dar una explicación breve de lo que es la flexión de una viga sometida a cargas.El ensayo de flexión se usa para determinar las propiedades del material cuando es sometido a una tensión.se puede observar un módulo de elasticidad y una resistencia a la flexión. El ensayo de tensión se basa en aplicar una fuerza al centro de una barra que esta soportada en cada extremo, para determinar la resistencia del material hacia una carga estática.Tedremos dos parámetros importantes en el ensayo como lo son módulo de elasticidad que es la medida a la rigidez del material y también tendremos la resistencia a la flexión que también es conocido como módulo de ruptura, a lo largo del ensayo se pretende dar una explicación breve de lo que es la flexión de una viga sometida a cargas.

II.OBJETIVOS Determinar el comportamiento del acero 8620 realizando las respectivas graficas o curvas

esfuerzo deformación observando el comportamiento plástico y elástico del material. Conocer cuanta es la distancia que se recupera el material después de realizar el ensayo de

flexión con una carga determinada.

III. MARCO TEORICO Flexión: se denomina al tipo al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que están diseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.

El rasgo más destacado es que un objeto sometido a flexión presenta una superficie de puntos llamada fibra neutra tal que la distancia a lo largo de cualquier curva contenida en ella no varía con respecto al valor antes de la deformación. El esfuerzo que provoca la flexión se denomina momento flector.

Resistencia a la flexión: Medida de la resistencia de un elemento o miembro estructural a las fuerzas flectoras. También llamada resistencia a la tracción.Límite de Proporcionalidad: punto del gráfico carga-deformación, en el cual la curva se desvía de la recta inicial.Módulo de Rotura: medida de la máxima capacidad resistente que tiene la probeta para soportar una carga en forma gradual durante un período corto de tiempo. Es un criterio de resistencia aceptado mundialmente, aun cuando no corresponde a una tensión real, debido a que la fórmula con la cual se determina solamente es válida en la zona elástica.


https://es.wikipedia.org/wiki/Momento_flector

https://es.wikipedia.org/wiki/Momento_flector

https://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_neutra

https://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_placas_y_l%C3%A1minas

https://es.wikipedia.org/wiki/Viga

https://es.wikipedia.org/wiki/Eje_longitudinal



(B. C. Casas), (A. Corredor), (D. A. Gutierrez)Módulo de Elasticidad: medida de la resistencia a la deformación axial de la probeta cuando se la somete a una carga de dirección paralela a las fibras de la madera. Se determina como la pendiente de la zona lineal del gráfico carga-deformación por debajo del límite de proporcionalidad. En el caso del ensayo de flexión, se relaciona con la deflexión debido al cizalle o esfuerzo de corte

IV. PROCEDIMIENTO Medir la altura h, y el ancho b, de la probeta en el centro de su longitud l. Apoyar la probeta de tal manera que sus extremos sean capaces de seguir libremente los

efectos de la deflexión y que en ellos no se origine roce u otra solicitación ajena a la flexión. Colocar la probeta sobre los apoyos de modo que la carga sea aplicada en el plano tangencial

más cercano a la centro. Medir la deflexión δ, producida, para cargas progresivas, con intervalos de carga

convenientemente elegidos, de modo que las lecturas que así se obtengan permitan efectuar la determinación del límite de proporcionalidad, Plp, en gráfico carga- deformación.

Medir las deflexiones que sufre la probeta. Anotar la carga máxima, obtenida durante el ensayo de la probeta.





V.RESULTADOS

Para poder comprender mejor el comportamiento del material cuando esta sometido a una carga, la cual hace que la probeta se flecte, es necesario rwalizar una serie de calculos y graficas, con el fin de determinar aspectos como el limite elastico, el modulo de corte, la deformacion unitaria y el esfuerzo maximo.Con los datos obtenidos de la practica se decidio calcular el esfuerzo maximo y la deformacion unitaria , los resultados obtenidos fueron:

Para empezar a analizar la probeta, inicialmente se decidió hacer un diagrama de fuerza cortante y de momento flector, el cual nos describía la fuerza necesaria para cortar esta probeta y el momento que se generaba.





Conociendo los datos de carga y posición obtenidos en el ensayo, se realizó una tabla (documento Excel adjunto) y una gráfica que describiera esta tabla. Esta grafica a pesar de ser bastante parecida a la de esfuerzo vs deformación, no corresponde a esta, debido a que las unidades de la gráfica son toneladas para la carga y milímetros para la posición.

Para empezar a estudiar el limite elástico y el módulo de corte es necesario realizar la tabla y la gráfica de Esfuerzo vs Deformación, estas fueron obtenidas a partir de los valores de carga -posición y de las siguientes ecuaciones:

Donde:





Se obtuvo:

Esta grafica corresponde al comportamiento del material cuando se le aplica una carga en determinado tiempo, como se puede observar se obtuvo un esfuerzo en unidades de toneladas fuerza sobre milímetro cuadrado y la deformación en unidades adimensionales a causa de que al operar se obtiene milímetro sobre milímetro. Para hallar el límite de fluencia se utilizó el método del 0.2%, entonces se tomó dos valores de la deformación y se les sumo un 0.002, el dato de esfuerzo se dejó igual. Con estos dos datos se trazó una recta que era paralela a la zona elástica de la gráfica de esfuerzo vs deformación, y donde intersecara la recta con la gráfica, era donde se ubicaba el limite elástico:

El valor del límite de elasticidad o de fluencia para un acero 8620 bajo una carga que dobla la probeta

es de aproximadamente:




(B. C. Casas), (A. Corredor), (D. A. Gutierrez)Con la gráfica anterior también es posible determinar el módulo de corte, como bien conocemos el módulo de corte es la pendiente de la zona elástica de la gráfica de esfuerzo vs deformación, como la recta que se creo es paralela a esta zona elástica quiere decir que posee la misma pendiente, por lo tanto, se le pidió a Excel que definiera la ecuación de esta recta, procedimiento que nos arrojó como respuesta: , lo cual nos dice que el módulo de Young para un acero 8620 es

VI. CONCLUSIONES

De acuerdo a los cálculos realizados anteriormente utilizando el método del 0,2% de la deformación para hallar el límite elástico se puede observar:

resultadoLimite elástico

De acuerdo a los cálculos tenemos que el módulo de Young según la ecuación: ,resultado

Módulo de Young

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VII. REFERENCIAS

[1] Monografías, “Diagrama Esfuerzo. Deformación”, Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos38/traccion-en-metales/Image10628.gif

[2] CALLE T. G., HENAO C. E., Consideraciones Teóricas, LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES GUÍA DE LABORATORIO, UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA, 2009.

[3] CALLE T. G., HENAO C. E., “Tamaño Probetas”, LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES GUÍA DE LABORATORIO, UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA, 2009.


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