Análisis de propiedades mecánicas de materiales a través de pruebas destructivas

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CHIHUAHUA

PRÁCTICA

MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

NO. 1

PRÁCTICAS DE LABORATORIO Nombre de la práctica: Prueba de dureza No. de equipo: Nombre del profesor. M.G.D.E. Abelardo Díaz Rivera Nombre del alumno: Tiempo estimado 2 hrs

Valor de la práctica:

Calificación:

Fundamento o antecedente de la práctica: Dureza Rockwell Y Rockwell superficial La medición de dureza por el método Rockwell ganó amplia aceptación en razón de la facilidad de realización y el pequeño tamaño de la impresión producida durante el ensayo. El método se basa en la medición de la profundidad de penetración de una determinada herramienta bajo la acción de una carga prefijada. El número de dureza Rockwell (HR) se mide en unidades convencionales y es igual al tamaño de la penetración sobre cargas determinadas. El método puede utilizar diferentes penetradores siendo éstos esferas de acero templado de diferentes diámetros o conos de diamante. Una determinada combinación constituye una "escala de medición", caracterizada como A,B,C, etc. y siendo la dureza un número arbitrario será necesario indicar en qué escala fue obtenida (HRA, HRB, HRC, etc.). (El proceso de medición con penetrador de diamante es utilizado para materiales duros, como por ejemplo los templados) La carga total P es aplicada sobre el penetrador en dos etapas: una previa P0 y una posterior P1 tal que: P = P0 + P1 Inicialmente el cono penetra en la superficie una cantidad h0 sobre la acción de la carga P0 que se mantendrá hasta el fin del ensayo. Esta penetración inicial permite eliminar la influencia de las condiciones superficiales. A continuación, se aplica la carga P1 y la penetración se acentúa. Finalmente, la carga PF es retirada y la profundidad h restante (solamente actúa P0) determina el número de dureza HR. MARCO TEÓRICO: Redactar un mínimo de una cuartilla. OBJETIVO: Determinar dureza en piezas de diferente material usando en forma correcta los dos tipos de penetradores, seleccionando y aplicando correctamente las cargas de ensayo y las escalas de lectura. los objetivos deben de ser redactados correctamente por los alumnos del equipo y cumplir con lo establecido en la lista de cotejo para su revisión y calificación. Material

 

Cobre Bronce 1

 Acero 4140  Acero O-1  Acero 1018  Aluminio Durómetro

Herramienta de uso general

PROCEDIMIENTO: 1. 2. 3. 4.    

La práctica es por equipo de 4 personas. Tomar imágenes de las partes primordiales de la práctica Tomar tiempos de ejecución de las tareas. Desarrollar las siguientes actividades: Preparar las muestras Activar el durómetro Ajustar parámetros del durómetro Tomar 3 mediciones de cada material

ESQUEMAS GENERALES: MUESTRA

CARGA(C)

PENETRADOR

MEDICIÓN (R-S)

PRUEBA 1

PRUEBA 2

PRUEBA 3

COBRE BRONCE ACERO 4140R ACERO O-1 ACERO 1018 ALUMINIO CONCLUSIONES:

Redactar un mínimo de 200 palabras.

FUENTES DE CONSULTA: BIBLIOGRAFIA:

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PRÁCTICA

MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

NO. 2

PRÁCTICAS DE LABORATORIO Nombre de la práctica: Prueba de tensión No. de equipo: Nombre del profesor. M.G.D.E. Abelardo Díaz Rivera Nombre del alumno: Tiempo estimado 4 hrs

Valor de la práctica:

Calificación:

Fundamento o antecedente de la práctica: Explicar la finalidad, los tipos y las características de los ensayos destructivos mecánicos estáticos. OBJETIVO: Que el alumno sepa interpretar una gráfica Esfuerzo-Deformación de dos materiales (1018 y Aluminio) sometidos a cargas de tensión en la Máquina Universal. Material Herramienta de uso general

Probeta de acero Probeta de aluminio Máquina universal

PROCEDIMIENTO: 1. Maquinar dos probetas de 12.5 mm de diámetro, 50 mm de longitud de trabajo y longitud de sección reducida de 60 mm, con sujetadores (Ver figura). Los sujetadores (Tabs) deben ser roscados y tener 40 mm de largo. 2. Colocar la probeta en las mordazas de la máquina de pruebas universales SATEC la cual ya debe estar preparada y lista con los accesorios para pruebas de tensión. 3. Usando el software de la máquina SATEC configurar una corrida para prueba de tensión con una velocidad de 3 mm/min. 4. Iniciar la corrida. 5. Una vez terminada la prueba copiar la gráfica y los resultados de la prueba en un archivo de “Word” usando la función “Imprimir pantalla” y guardar el archivo en un disco de 3 1/2. 6. Pegar la gráfica y los resultados en el reporte de la práctica y señalar en la gráfica la zona elástica, la zona plástica, el esfuerzo máximo y el punto de ruptura. 7. Obtener el módulo elástico del material usando la pendiente de la gráfica (línea recta) en la zona elástica. 8. Comparar el resultado obtenido del módulo elástico con el valor de las tablas en la literatura 9. Comparar el módulo elástico obtenido con el de los otros dos materiales y comentar.

MARCO TEÓRICO:

Redactar un mínimo de una cuartilla.

ESQUEMAS GENERALES:

3

Espécimen estándar Longitud de trabajo (Gaga Length) Diámetro Radio del Filete Longitud de Sección reducida Extremos de sujeción (Tabs)

DIMENSIONES Sistema Ingles (plg) Sistema Métrico (mm) G 2 ± 0.005 50.0 ± 0.10 D R A T

0.500 ± 0.010 3/8 2 1/4 1 1/2

12.5 ± 0.25 10 60 40

CONCLUSIONES: Redactar un mínimo de 200 palabras. FUENTES DE CONSULTA: BIBLIOGRAFIA: Resolver el siguiente problema: Una barra de acero de 4 ft de longitud tiene un área de sección transversal de 1.5 in 2. Determinar la deformación producida por una fuerza de tensión de 40,000 lb, si el Módulo de elasticidad es E = 29x106 lb/in2

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PRÁCTICA

MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

NO. 3

PRÁCTICAS DE LABORATORIO Nombre de la práctica: Compresión NO. DE EQUIPO: Nombre del profesor. M.G.D.E. Abelardo Díaz Rivera Nombre del alumno: Tiempo estimado 2 hrs

Valor de la práctica:

Calificación:

Fundamento o antecedente de la práctica: Explicar la finalidad, los tipos y las características de los ensayos destructivos mecánicos estáticos. MARCO TEÓRICO: Redactar un mínimo de una cuartilla. OBJETIVO: Que el alumno sepa interpretar una gráfica Esfuerzo-Deformación de un ladrillo, sometidos a cargas de compresión en la Máquina Universal.

Material Herramienta de uso general

Ladrillo, cilindro de hormigon Máquina universal

PROCEDIMIENTO: 1. Maquinar dos probetas de 12.5 mm de diámetro, 50 mm de longitud de trabajo y longitud de sección reducida de 60 mm, con sujetadores (Ver figura). Los sujetadores (Tabs) deben ser roscados y tener 40 mm de largo. 2. Colocar la probeta en las mordazas de la máquina de pruebas universales SATEC la cual ya debe estar preparada y lista con los accesorios para pruebas de compresión. 3. Usando el software de la máquina SATEC configurar una corrida para prueba de compresión con una velocidad de 3 mm/min. 4. Iniciar la corrida. 5. Una vez terminada la prueba copiar la gráfica y los resultados de la prueba en un archivo de “Word” usando la función “Imprimir pantalla” y guardar el archivo en un disco de 3 1/2. 6. Pegar la gráfica y los resultados en el reporte de la práctica y señalar en la gráfica la zona elástica, la zona plástica, el esfuerzo máximo y el punto de ruptura. 7. Obtener el módulo elástico del material usando la pendiente de la gráfica (línea recta) en la zona elástica. 8. Comparar el resultado obtenido del módulo elástico con el valor de las tablas en la literatura 9. Comparar el módulo elástico obtenido con el de los otros dos materiales y comentar. CONCLUSIONES: Redactar un mínimo de 20 palabras. FUENTES DE CONSULTA: BIBLIOGRAFIA: Resolver el siguiente problema: Un bloque de madera de 3 in 2 de sección transversal y de 6 in de longitud se somete a una fuerza axial de compresión de 6000 lb, E = 1.5x106 lb/in2 Determinar: a) La deformación unitaria del bloque. b) La deformación total del bloque.

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PRÁCTICA

MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

NO. 4

PRÁCTICAS DE LABORATORIO Nombre de la práctica: Prueba de cizallamiento No. de equipo: Nombre del profesor. M.G.D.E. Abelardo Díaz Rivera Nombre del alumno: Tiempo estimado 4 hrs

Valor de la práctica:

Calificación:

Fundamento o antecedente de la práctica: OBJETIVO: Material Herramienta de uso general

Probeta de acero Probeta de aluminio Máquina universal

PROCEDIMIENTO: Un ensayo de cizallamiento estático se lleva a cabo mediante la colocación de un material en un dispositivo como una pinza. A continuación, se le aplica peso al material. Esta prueba se llama "ensayo de cizallamiento estático" porque la cantidad de peso aplicado al material sigue siendo el mismo durante todo el ensayo. La prueba también considera el tiempo como un factor, y en última instancia, mide cómo el material resiste la fuerza del peso a través de una cantidad de tiempo arreglada. En el ensayo de cizallamiento se generan fuerzas transversales en una pieza de material. El dispositivo de cizallamiento de este experimento se compone de ambas mordazas de cizalla templadas para alojamiento de la muestra y de la cubre junta de tracción con la cuchilla tundidora templada. La cuchilla tundidora ataca sin juego entre las dos mordazas de cizalla. Con ello se secciona la muestra a dos cortes. De esta forma se evitan prácticamente cargas de flexión que pudieran adulterar el resultado. El dispositivo se instala sin más dificultades en el sector de tracción del equipo de comprobación. Se emplean muestras de cobre de 6mm de diámetro. Diagrama de esfuerzos-deformaciones en un ensayo de cizalladura. 

MARCO TEÓRICO:

Redactar un mínimo de una cuartilla. 6

Resolver los siguientes problemas: 1.- Considerar la unión atornillada de la figura, si la fuerza es de 3000kg y el diámetro del perno es de 1.2cm. Determinar el valor del esfuerzo cortante que existe el perno.

2.- Si se aplica un momento torsor(T) de 10,000kg.cm a un árbol de 5cm de diámetro ¿cuál es la tensión cortante máxima producida y cuál es el ángulo de giro con una longitud de 2 mts? El material es de acero de alta resistencia donde G = 77Gpa = 78.57x10 4Kg/cm2? CONCLUSIONES:

Redactar un mínimo de 200 palabras. FUENTES DE CONSULTA: BIBLIOGRAFIA:

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