DEPARTAMENTO DE METAL MECÁNICA

LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES

TITULO DE LA PRÁCTICA:

RECONOCIMIENTO DEL LABORATORIO DE MECÁNICA DE LOS

MATERIALES

ALUMNOS:

AGOSTO-DICIEMBRE 2015

Índice

Resumen…………………………………………………..2

Introducción y objetivos…………………………………..3

Metodología……………………………………………….9

Resultados………………………………………………....11

Conclusión y bibliografía………………………………….15

Anexos……………………………………………………..16

Resumen

Introducción.

La tecnología ha avanzado muy rápidamente, la necesidad del hombre para facilitar el

trabajo ha abarcado muchas áreas, entre ellas y de las más importantes, la del estudio

científico. Es sorprendente ver como esta tecnología en cuestión de unos años se

moderniza, haciendo más precisos los cálculos y con un margen de error muy pequeño.

Cabe mencionar que es importante que las escuelas cuenten con equipo de este tipo,

desafortunadamente, no todas pueden pagarlo, ya que son equipos e instrumentos muy

costosos, sin embargo los alumnos del Instituto Tecnológico de Tijuana somos afortunados

en tener en nuestro laboratorio de Mecánica de Materiales equipo para ensayos, torsión,

entre otros. Aunque no son tan modernos, de igual manera nos sirve para poder realizar

prácticas y tener un conocimiento más amplio y claro de cómo se utilizan en la vida

real, en la figura [1.0] podemos apreciar una maquina universal de ensayos, que nos

proporciona un manejo más simple y la lectura de datos en el área de control más fácil que

la de las maquinas actuales, que son digitales y que suelen ser a veces programadas y

controladas por un sistema computarizado.

a) b)

Figura [1.0] Máquina universal de ensayos marca Galdabini.

a) sección de control. b) sección de pruebas

Este ha sido un pequeño ejemplo, pero a continuación se describen algunos de los equipos

más modernos en cuestión de ensayos, embutidos, torsión, entre otros. Empezaremos con

los quipos de ensayos, pero ¿qué es un ensayo de materiales?, bueno se denomina ensayo

de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades de un material, que en

este caso será llamado Probeta. [1]

Cuál es la importancia de estos equipos en el mundo, bueno pues se ha tenido la gran

necesidad de estar renovando constantemente los equipos de ensayos ya sea de materiales o

de componentes, para los análisis de fallos o bien para la investigación de la resistencia en

los materiales, y para aplicación de prueba y mejora de materiales, para la detección

evaluación de defectos en el desarrollo de nuevos productos, en este ultimo las

características de los materiales debe de ser de manera precisa y estos equipos modernos

nos proporcionan esto.

Equipos de Ensayos

ZWICK Serie Y

Estas máquinas de ensayo cuentan con un accionamiento hibrido, y con dos cilindros

hidráulicos en ambos lados, Si hay nuevos requisitos de ensayo, esta se puede adaptar. [1]

Las mordazas, el software de ensayo, los rangos de velocidad entre otros son parte de esto.

Cuentan con tecnología de alta resolución, y de canales sincronizados en los cuales los

valores se pueden determinar con gran exactitud y precisión. Por su composición es posible

insertar probetas fácilmente y probar con comodidad distintas longitudes de esta. Figura

[1.1]

Figura [1.1] Maquina Universal de ensayos, serie Y

A continuación algunas de sus características principales y más importantes

El accionamiento híbrido combina las ventajas de la aplicación de fuerza hidráulica

(simple generación de fuerza, robusto, bajo en desgaste) con la precisión mecánica

(gran precisión de posicionamiento de ±1 µm bajo carga).

En el caso de ensayos estándar, con el software de ensayos testXpert® II, el manejo

de estas máquinas se reduce a la operación de un solo botón.

La serie Y está disponible en los tamaños 600, 1200, 1600 y 2000 kN (60 - 200 t).

Las máquinas de ensayos de materiales se distinguen por su extenso rango de

medición, lo que permite determinar con precisión incluso fuerzas de ensayo más

pequeñas sin tener que modificar la máquina ni añadir accesorios.

TesT Maquina de ensayo modelo 810

Este tipo de máquinas de ensayo tienen con medidas de seguridad muy estrictas, ya que

cuentan con puertas y paneles que están hechos por planchas de un material llamado

MAKROLON [ver Anexo 1], que son resistentes a los choques y que no se astillan. Este

modelo nos proporciona un controlador de máquina de alta precisión con una medición de

datos de alta frecuencia de 1 kHz. [2] Tiene un control programable que permite que se

adapte a cualquier proceso de ensayo. Figura [1.2]

A continuación se mencionan algunas de sus características.

Para ensayos recurrentes dispone de memoria de parámetros de ensayo accesible a

través del menú de la consola.

Indicación de fuerza y desplazamiento en la pantalla LCD.

Programación guiada por menús.

Memoria para una secuencia de ensayo: Detección de rotura y memoria valor

máximo.

Unidades: N, mm (otras bajo demanda).

Interface bidireccional para control a través de programa terminal

Consola de mesa 300x270x105/30 (mm) (Ancho x Fondo x Altura trasera/frontal)

Interface serie, Cable de conexión 2,5m.

También cuentan con un dispositivo llamado Soft TesT, figura [1.3], que realiza una

transferencia de datos de medida a otros programas para su posterior proceso y realiza la

visualización, evaluación y administración de los datos de medida en formato CSV que es

compatible con Microsoft Excel.

ZWICK Máquina para ensayos de embutición

Las máquinas de embutición nos permiten evaluar y determina la ductilidad de chapas y

láminas metálicas [3]. Entre los métodos y normas típicos en materia de ductilidad de

chapas, se encuentran los ensayos de embutición Erichsen, ensayos de copa profunda,

Figura [1.2] Maquina universal de ensayos TesT 810

Figura [1.3] Accesorio Soft TesT 810

ensayos de embutición de copa cuadrada, ensayos de alargamiento de agujeros, ensayos de

FLC y ensayo de abombado (bulge test). [Ver anexo 2], Figura [1.4].

A continuación sus características principales

Fuerza de embutición máxima de 100 kN, 200 kN, 400 kN, 600 kN o 1000 kN.

Opcionalmente, con el software de ensayos testXpert® puede evaluar gráficamente

los valores hallados y guardar los resultados.

La máquina de ensayos de embutición integra una función de troquelado, a través de

la cual se puede realizar, en una sola operación, el corte de la probeta

La baja fricción pistón-cilindro permite el registro exacto de las mediciones y una

excelente repetibilidad de los ensayos.

Las máquinas ensayos de embutición son muy silenciosas, ya que el motor y el

grupo hidráulico sólo se ponen en marcha durante el ensayo.

GUNT, Máquina para Ensayo de Torsión, 200 Nm.

Este equipo sirve para ensayos de torsión de diferentes materiales hasta llegar a la rotura.

Primeramente se mide el par de comprobación y el ángulo de torsión. Como probetas se

emplean varas de diferentes materiales, longitud y diámetro. [4] El estribo es corredizo

para adaptación a diferentes longitudes de probetas. Figura [1.5]

Figura [1.4] Máquina de embutición.

A continuación se mencionan algunas de sus características.

El mandril para probetas es un inserto de llave vaso usual de ¾". La placa de base

está reforzada contra la torsión con perfiles de caja. Una cubierta transparente de

plástico protege contra trozos rotos disparados.

El par de comprobación se aplica mediante un motor reductor de alta

desmultiplicación que, gracias al convertidor de frecuencia, ofrece cuatro diferentes

velocidades de accionamiento (en y contra el sentido de las agujas del reloj).

Un árbol de par de galgas extenso-métricas suministra el par como señal eléctrica,

un codificador incremental registra el ángulo de torsión.

El software GUNT, junto con el microprocesador, proporciona todas las ventajas de

la realización y evaluación de ensayos basadas en software. La conexión con el

ordenador se realiza mediante USB

Objetivos

Observar y conocer las características de los equipos de ensayo del laboratorio de

mecánica de materiales.

Figura [1.5] Máquina de Torsión.

Metodología

Al inicio de la práctica el maestro nos comentó cada una de las características de las

máquinas que se encuentran en el laboratorio de Metal Mecánica y nos dio un recorrido.

Empezamos con el primer equipo que se encuentra cercado por una malla, el cual es:

Máquina universal de ensayos marca “Galdabini”

Esta máquina aplica como carga máxima 60 toneladas a tracción y 20 toneladas a

compresión, cuenta con dos secciones, una llamada sección de control y la otra sección de

pruebas. Figura [1.0]

Sección de control:

Carátula de indicadores de lectura

Aguja motora

Aguja indicadora

Selector de rangos

Graficado

Sección de pruebas:

Pistón de Carga

Cabezal móvil

Cabezal Fijo

Válvula de carga

Válvula de descarga

a) b)

Figura [1.0] Máquina universal de ensayos marca Galdabini.

b) sección de control. b) sección de pruebas

Maquina universal de ensayos, marca Controls C807

Con capacidad de 60 toneladas tracción y 20 toneladas a compresión. Figura [1.6]

Figura [1.6] Máquina universal de ensayos marca Controls

Máquina de torsión.

Se fija un objeto cilíndrico de longitud determinada por un extremo, y se aplica un par de

fuerzas al otro extremo; la cantidad de vueltas que de un extremo con respecto al otro es

una medida de torsión [5]. Cabe mencionar que las máquinas de torsión ubicadas en el

laboratorio de metal mecánica tiene una capacidad de 1500Kg-cm. Figura [1.7]

Figura [1.7] Máquina de Torsión del Laboratorio.

Resultados

El laboratorio de mecánica de materiales de la carrera Ingeniería electromecánica del

Instituto tecnológico de Tijuana Consta de:

Máquina universal de ensayos marca “Galdabini”: Observamos su funcionamiento y

pudimos encontrar que es diferente a lo que actualmente se encuentra en el mercado, ya no

es necesario contar con tantos instrumentos para realizar varios ensayos a la vez, si no que

estos equipos modernos cuentan con todo ello, sin necesidad de cambiar o partes y parar el

ensayo que se está realizando, además de cuentan con sistemas de memoria digital, a

comparación del equipo que se encuentra en nuestro laboratorio, estas cuentan con sistemas

de seguridad y tienen un sistema computarizado. Ver tabla.

Comparativo entre el equipo en nuestro laboratorio y uno moderno.

Principales Características

Galdabini

TesT 810

Rodillo que grafica la

fuerza realizada

Memoria de

Detección

de rotura y valor

Max.

Cuenta con un reloj

que mide las toneladas.

Dispone de memoria

de

parámetros de

ensayo

Todo se realiza

Manualmente,

no es computarizado

Control programable

que permite

adaptarse

Como se aprecia, los equipos actuales cuentan con un moderno sistema computarizado el

cual agiliza cualquier tipo de trabajos, ya que son programables.

Máquina de torsión.

Estos equipos tampoco se quedan atrás, también han ido evolucionando en base a las

necesidades de nuestro tiempo, el equipo de torsión de nuestro laboratorio actualmente no

está funcionando, aunque también es un sistema digital, se tiene que tener mucho cuidado

porque estos sistemas son más delicados, se tienen que proteger del polvo. Algunos equipos

modernos cuentan con cajas de acrílico que los protegen de daños. Figura [1.5], figura [1.7]

Se puede apreciar que es tanto

digital como manual, pero no

cuenta con un sistema moderno

neumático de precisión.

Figura [1.7] Máquina de Torsión del Laboratorio.

Figura [1.5] Máquina de Torsión.

Caja de seguridad, que protege a

la persona que está realizando el

ensayo, y también protege del

polvo.

Máquina para ensayos de embutición.

Aunque esta máquina fue fabricada por un laboratorio mexicano, cabe mencionar que

contiene materiales que son de origen italiano, americano, etc. figura [1.8]

Figura [1.8]

En ella se siguen realizando ensayos de Embutición. Aunque no es tan moderna, funciona

y en ella podemos realizar y ver los ensayos para diversos materiales. Las modernas

carecen de ruido ya que su equipo eléctrico e hidráulico solo trabaja durante el tiempo que

están prendidas, y no hacen ruido, además de que también son programables, pueden

graficar y guardar los resultados.

En el laboratorio de mecánica de materiales cuenta con una máquina de embutido de 50 kg

fuerza, que sirve para calcular la fuerza de penetración de una lámina. Hoy en la

actualidad existen distintos tipos de máquinas más modernos y mayor capacidad para

realizar este tipo de ensayos.

Sistema digital que permite

Graficar y programar, de esta

manera se meten parámetros y la

maquina trabaja con exactitud.

Es un sistema manual y no cuenta con

un sistema digital para obtener lecturas

más fáciles de apreciar y con una

capacidad de 50 Kg Fuerza

Conclusiones

Bibliografía

[1] http://www.zwick.com.mx/es/productos/maquinas-de-ensayos-de-materiales-

estaticas/maquinas-de-alta-capacidad-de-330-2000-kn/serie-y-de-600-a-2000-kn-60-200-

t.html

[2] http://www.TesT.com.mx/es/catalogos /maquinas universales de ensayos estáticas/

[3] http://www.zwick.com.mx/es/productos/maquinas-de-ensayos-de-materiales-

estaticas/maquina-de-embuticion.html

[4]http://www.gunt.de/networks/gunt/sites/s1/mmcontent/produktbilder

/02051000/Datenblatt/02051000%204.pdf

[5] Caldas, U. D. (s.f.). Laboratorio Mecánica. Recuperado el 06 de 03 de 205, de

http://www.udistrital.edu.co:8080/web/laboratorio-mecanica/maquina-ensayo-de-

torsion

[6] Industry, D. (6 de 03 de 2015). Direct Industry. Recuperado el 06 de 03 de 2015, de

http://www.directindustry.es/prod/galdabini/maquinas-pruebas-universales-27948-

156710.html

[7] http://www.iso376.com/es/normas/ISO-7500.html