ENSAYO DE COMPRESION

4.2. ENSAYO DE COMPRENSION APLICACIÓN DEL ENSAYO DE COMPRESION UNIAXIAL 1. OBJETIVO GENERAL Una vez estudiados los conceptos básicos de esfuerzo y deformación unitaria, se mostrará como los esfuerzos pueden relacionarse con las deformaciones unitarias usando métodos experimentales para determinar el diagrama esfuerzodeformación unitaria de un material específico. Se estudiará el comportamiento descrito para los materiales usados comúnmente en ingeniería. Asimismo, se examinará también las propiedades mecánicas. 1.1 Objetivos particulares  Determinar la gráfica Esfuerzo-deformación de un material polimérico, un metal y un cerámico.  Obtener las propiedades mecánicas a compresión de las tres clases de materiales ensayados.  Observar cómo cambian las propiedades mecánicas de los materiales.  Observar, analizar y discutir la forma de la fractura de cada espécimen. 2. INTRODUCCION La resistencia de un material depende de su capacidad para soportar una carga sin deformación excesiva o falla. Esta propiedad es inherente al material mismo y debe determinarse por experimentación. Entre las pruebas más importantes esta la de compresión. Aunque con esta prueba puede determinarse muchas propiedades mecánicas importantes de un material, se utilizan principalmente para determinar la relación entre el esfuerzo normal promedio y la deformación normal unitaria en muchos materiales utilizados en ingeniería, sean de metal, cerámica, polímeros o compuestos. Para llevar a cabo esta prueba se prepara un espécimen o probeta de forma o tamaño estándar y se le aplica una fuerza compresiva que contrae a la probeta a lo largo de la dirección de la fuerza.

3. DESARROLLO EXPERIMENTAL 3.1 Equipo y material  Máquina universal de pruebas,  Calibrador vernier,  Plato de compresión para aplicación de carga  Computadora interconectada a la maquina universal .

Las ecuaciones 1 y 2 se utilizan para calcular el esfuerzo de compresión y la deformación, respectivamente. Por convención, una fuerza de compresión se considera negativa y, por tanto, produce un esfuerzo negativo. F  A0 (1) l l l (2)  i o  lo lo Nótese que l0 es mayor que li, por lo que las deformaciones de compresión calculadas a partir de la ecuación 2 son negativas.

Figura 1. Experimento de compresión. 3.2 planteamiento experimental 1. Calibre la maquina universal. 2. Encienda la computadora y cargue el sistema operativo. 3. Elija el tipo de programa y los parámetros de operación para la prueba. 4. Coloque la probeta en los platos. 5. Proporcione al programa las dimensiones de la probeta y los parámetros de operación restantes. 6. Inicie la prueba. La curva del material comenzará a formarse en la pantalla. 7. Al concluir el experimento, registre los resultados obtenidos. 8. Repita la prueba para otros materiales. Se recomienda lo siguiente: Antes de colocar la probeta en la máquina universal (ver figura 1), se mide con el calibrador vernier sus dimensiones iniciales (longitud y diámetro). Enseguida, se coloca la probeta en la máquina, debe tenerse cuidado para lograr el centrado (la alineación de la probeta y de los platos de apoyo en la máquina). Baje el cabezal fijo de la máquina hasta tocar ligeramente a la probeta con los

platos, y proceda a aplicar la carga con una velocidad conveniente al material de que se trate. Para los materiales quebradizos debe realizarse cuidadosamente el ensayo, ya que al ocurrir la fractura pueden “saltar” las partes fracturadas. Para los materiales dúctiles en los cuales no ocurre ese fenómeno, la carga última o máxima que se aplique a la probeta se hará a criterio de la persona que realiza el ensayo. En la figura 2 se muestran los tipos de fracturas que pueden ocurrir:

Falla dúctil

Falla frágil

Figura 2. Tipos de fractura observados en una muestra sometida a cargas de compresión.

4. RESULTADOS 4.1 Después de realizar el ensayo de compresión, registre los datos obtenidos de esfuerzo y deformación en la tabla que se proporciona y posteriormente construya la grafica de esfuerzo-deformación para los tres tipos de materiales. Datos

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

Unidad es

Diámetro (D) Longitud (L) Área (A) FYLD FMAX FBRK YLD MAX BRK

5. ANALISIS DE RESULTADOS El análisis de resultados es uno de los aspectos más importantes al realizar un reporte. A partir de los resultados obtenidos, discuta lo siguiente de manera individual: 1.- ¿Cuál de los materiales estudiados es el más frágil? ¿Por qué?

2.- ¿Cuál de los materiales es el más dúctil? ¿Por qué? 3.- ¿en cuál de los casos se requirió una mayor carga para generar la ruptura? ¿A qué se debe lo anterior? 4.- ¿Qué diferencias observa en la fractura generada en cada probeta? ¿A qué se debe el cambio de apariencia en la zona con fractura? 6. RECOMENDACIONES Menciones cinco recomendaciones que deban tomarse en cuenta para la realización adecuada de la práctica. 7. CONCLUSIONES GENERALES Escriba de manera breve y clara, las conclusiones a las que llego después de realizar la práctica. 8. CUESTIONARIO 1. En un ensayo de compresión ¿Qué propiedad indica la rigidez de un material? 2. En un en ensayo de compresión ¿Qué propiedad indica la ductilidad de un material? 3. ¿Existe diferencia notable entre las curvas de esfuerzo-deformación para las probetas utilizadas? 4. ¿Es posible apreciar una misma forma de fractura en los materiales? 5. ¿Qué tipo de fractura ocurre? ¿A que se debe? 9. BIBLIOGRAFIA 1.- Ensaye e inspección en los materiales Autor : Davis ,Troxell Y Wiskocil Editorial:. C.E.C.S.A. 2.- AST.M. Handbook Volumen 3.01, 8.01, 15.01 Estándar E9 3.- Resistencia de los materiales Autor: Beer Y Johnston Editorial: Mc Graw-Hill 4.- ASM HANDBOOK Vol 8 Pruebas mecánicas ASM 5.- Materiales de ingeniería y su aplicaciones, Autor: Flinn/Trojan, Edit: Mc Graw Hill. Ciencia e ingeniería de los materiales, Autor: Donald Askeland, Edit: Grupo editorial iberoamericano. 7.- http://daniel.fime.uanl.mx/laboratorios/practica7,8.pdf