Ingeniería Industrial

PRUEBAS DE CALIDAD PARA LA INGENIERIA INDUSTRIAL

PRACTICA NO.2 “CARGAS AXIALES”

ALUMNO: DOMINGUEZ SANTOS RICARDO FORTINO

Profesor: VIGNATI SANCHEZ ENRIQUE

Secuencia: 2IV54

Fecha: 08 de Septiembre del 2014

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Ciencias Sociales y

Administrativas

CARGAS AXIALES

OBJETIVO

El alumno será capaz al concluir esta práctica, de reconocer y definir el concepto de carga axial, además estará preparado para entender e interpretar el concepto de esfuerzo y deformación además de su obtención. Por otra parte deberá establecer la diferencia entre los conceptos de desplazamiento y deformación.

Marco Teórico

Cuando se estudian elementos en compresión. Estos podrían llegar a ser tan delgados que no se comportarían en la forma considerada. Por ejemplo, una regla ordinaria de un metro sometida a una fuerza de compresión axial bastante pequeña, tiene una tendencia notoria a pandearse lateralmente y sufrir la falla o ruptura; por tanto se aplicara solo a elementos de compresión con carga axial, que son más bien cortos, es decir, a bloque de poca altura.

Los Esfuerzos axiales. Son aquellos debidos a fuerzas que actúan a lo largo del eje del elemento.Los esfuerzos normales axiales por lo general ocurren en elementos como cables, barras o columnassometidos a fuerzas axiales (que actúan a lo largo de su propio eje), las cuales pueden ser de tensión o descompresión. Además de tener resistencia, los materiales deben tener rigidez, es decir tener capacidad de oponerse a las deformaciones (d) puesto que una estructura demasiado deformable puede llegar a ver comprometida su funciona1idad y obviamente su estética. En el caso de fuerzas axia1es (de tensión o compresión), se producirán en el elemento alargamientos o acortamientos, respectivamente.

APARATOS Y EQUIPOS

MAQUINA DE ENSAYO

La máquina de ensayo tiene la capacidad de realizar pruebas de cargas estáticas y dinámicas en materiales y componentes. Esta máquina es semejante a una prensa con la que es posible someter materiales a ensayos de tracción y compresión para medir sus propiedades. La presión se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos o un sistema hidráulico. Esta máquina es ampliamente utilizada en la caracterización de nuevos materiales. Así por ejemplo, se ha utilizado en la medición de las propiedades de tensión de los polímeros.

Se pueden utilizar diferentes materiales desde plásticos, aluminio, compuestos hasta aceros. Tiene la capacidad de realizar diferentes pruebas como pruebas de tensión, compresión, fatiga, fractura mecánica y durabilidad de los materiales.

1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO TENSION

Antes de colocar la probeta, en las mordazas, deberán tomarse las dimensiones que sean requeridas en ella

Características de la probeta

Las probetas que se usan para el ensayo de tensión generalmente es una muestra a la que se le da una preparación previa. Esta consiste en reducir el area del material en una longitud calibrada, que precisamente será en la que se tomen y observen los datos y resultados de la prueba.

MEDICIONES:

Acero

RANGO DE CARGA

CARGA (kgfmm2) DEFRMACION CARGA (kgfmm2) DEFRMACION200 250 4200 1131400 350 4400 1285600 424 4600 1461800 477 4800 16641000 528 5000 18841200 578 5200 21251400 612 5400 23851600 647 5800 26631800 665 6000 29662000 710 6200 32882200 737 6400 36332400 767 6600 39982600 794 6800 43852800 820 7000 47983000 845 7200 52433200 847 7400 57153400 862 7600 62273600 897 7800 67993800 935 7900 Punto de ruptura4000 1022 8000 -

Resultado obtenido:

7900 kgfmm2 – Punto de ruptura ------ carga máxima

30.5 cm longitud de deformación Diámetro de ruptura: 8.95 mm

2. Ensayo de micro tensión

Cuando los materiales que se pretenden analizar bajo un ensayo de tensión, son de baja resistencia y/o sección transversal pequeña, se esperará tener como resultado la aplicación de cargas de pequeño valor, para estos casos será necesario hacer uso de maquinas que tengan un intervalo de cargas menores a las que tradicionalmente se manejan, bajo estas condiciones, se puede hablar de un ensayo de Micro tensión.

Este ensayo es propio para el ensayo de materiales tales como:

Materiales de pequeña sección transversal (ej.: alambres y láminas delgadas, etc.)

Materiales de bajo esfuerzo mecánico (ej.: telas, papel, plásticos, etc.)

MATERIAL: PLASTICO

MEDIDAS: LT = 21 cm d = 12 cm

3. Ensayo de compresión

En ingeniería, el ensayo de compresión es un ensayo técnico para determinar la resistencia de un material o su deformación ante unesfuerzo de compresión. En la mayoría de los casos se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarse sobre cualquier material.

Se suele usar en materiales frágiles.

La resistencia en compresión de todos los materiales siempre es mayor o igual que en tracción.

El ensayo de compresión se realiza para determinar las propiedades de un material frente a una solicitación axial negativa. Solicitación que pretende comprimir la probeta de ensayo

El fin del ensayo de compresión puede ser determinar las propiedades de un material o el comportamiento de un componente o sistema completo frente a una solicitación externa.

Determinación de las propiedades del material: ejemplo: norma EN 196-1 resistencia mecánica de cementos y morteros. Se busca obtener valores “absolutos” de resistencia del cemento, de forma que se puedan clasificar y comparar.

En esta normativa se describe todo el proceso de ensayo de forma que su preparación, curado y proporción de componentes no pongan en compromiso la comparación de resultados entre diferentes fábricas y países.

Las probetas se preparan mediante la mezcla controlada del cemento, junto con los áridos y el agua en composición, cantidades y con un procedimiento muy detallado. Las propiedades mecánicas del cemento determinadas en el ensayo de compresión según EN 196-1 dependen directamente del proceso de preparación de probeta, su curación y por supuesto de la máquina de ensayo y el procedimiento de ensayo de compresión.

Comportamiento del elemento a ensayar: en este caso, el objetivo está orientado principalmente a la determinación de los límites de trabajo del elemento en cuestión: fuerza máxima, deformación a rotura, inicio de grieta, etc.Estos valores permitirán verificar que los diseños realizados teóricamente se corresponden con los valores empíricos obtenidos en una simulación real de trabajo.

Para que el ensayo se realice de forma precisa y repetitiva, se necesita una máquina de ensayo que garantice que tanto las mediciones como el control, como su comportamiento son por lo menos como lo requiere la norma.

Por último, es necesario disponer de un software de ensayo de materiales capaz de permitir al usuario configurar el ensayo, realizar los cálculos acorde a la normativa en cuestión, representar gráficas y analizar valores.

Existe numerosa normativa internacional que define con detalle los parámetros del ensayo, requisitos de la máquina de ensayo, cálculos a realizar sobre los valores obtenidos en el ensayo de tracción, etc.

En función del tipo de material, su proceso de fabricación, aplicación y condiciones de trabajo, existe una normativa concreta

o EN 196-1 : resistencia mecánica de cementos y morteros

o ASTM C109: Resistencia a compresión de morteros de cemento con

probetas de 2”o ASTM C349: Resistencia a compresión de morteros de cemento usando

prismas partidos a flexióno ISO 679 : Determinación de la resistencia del cemento

o EN 12390-3: Resistencia a compresión del hormigón

o EN 12390-4: Características de la máquina de ensayo para determinación

de resistencia del hormigóno ISO 4012: Determinación de resistencia del hormigón a compresión

o ASTM C39: Determinación de la resistencia en ensayo de compresión de

probetas cilíndricas de hormigóno ASTM E-9 : Ensayo de compresión sobre materiales metálicos

o ASTM D-695: ensayo de compresión sobre plásticos

Dependiendo el tipo de material y sobre todo la carga máxima del ensayo se pueden emplear los siguientes tipos de máquinas de ensayo de materiales de IBERTEST para realizar el ensayo de tracción:

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

Antes de colocar la probeta entre los platos de compresión, deberán tomarse las dimensiones y los datos que de ella se requiera.

La probeta deberá ser colocada en los platos de compresión, de tal forma que este quede centrada con el eje de aplicación de la carga, y de esta manera se asegure , dentro de lo posible, la aplicación de una carga axial. Deberá observarse

que la cara de los platos y de la probeta sean paralelas, para evitar un deslizamiento de esta última.

Aplicar presión al sistema hidráulico de la maquina, de tal forma que se pueda ajustar a cero el dinamómetro (carga) de la misma, así mismo, deberá, bajo esta condición, ajustarse el dispositivo de medición de la deformación.

Aplicar carga de manera gradual.

MATERIAL:

ALUMINIO MADERA

D= 12.9 mm L=10 cm

LT= 40.7 mm a= 2.4 cm

l = 2.4 cm

Características de la probeta

Las probetas que se usen para el desarrollo de un ensayo de compresión, dependerán del tipo de material que se ensayara, es decir , si se trata de un material dúctil o uno frágil.

Punto de ruptura Aluminio: Punto de ruptura Madera:

1305 kgfmm2 2760 kgfmm2

Conclusiones:

En esta práctica pudimos estudiar los ensayos de tensión y compresión los cuales permiten conocer con anterioridad a que una pieza falle, los posibles defectos e imperfecciones presentes. Teniendo en cuenta el material a tratar.

La importancia y gran ventaja de los ensayos analizados es que permiten realizar las pruebas con un fragmento de la pieza, arrojando información valiosa de su estado.

Permiten evaluar de manera muy precisa los acabados superficiales y sub-superficiales y encontrar los defectos en el procedimiento.

Los ensayos de tensión y compresión requieren personal calificado y con experiencia, pues no es posible realizar estas pruebas únicamente teniendo disponibilidad de los equipos.

Ingeniería Industrial

PRUEBAS DE CALIDAD PARA LA INGENIERIA INDUSTRIAL

PROBLEMARIO DE DUREZA Y CARGAS AXIALES

ALUMNO: DOMINGUEZ SANTOS RICARDO FORTINO

Profesor: VIGNATI SANCHEZ ENRIQUE

Secuencia: 2IV54

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Ciencias Sociales y

Administrativas

Fecha: 08 de Septiembre del 2014