Laboratorio de Compresion de Maderas PDF

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA

ENSAYO ENSAYO DE COMPRESIÓN DE MADERAS 1. OBJETIVO

Estudiar el comportamiento de la madera bajo la acción de fuerzas axiales de compresión. 2. DEFINICIONES

El ensayo de compresión de la madera consiste en someter a una probeta normalizada a cargas de compresión hasta que falle, ya sea, por la aplicación de dicha carga, paralela a las fibras o perpendicular a las fibras. La madera es un material no isotrópico, o sea que las características no son las mismas en todas las direcciones, teniendo un comportamiento distinto si las fuerzas axiales aplicadas son paralelas o perpendiculares a la fibra. Para las maderas el límite elástico es relativamente bajo y la deformación permanente es muy considerable antes de la falla. El ensayo de compresión de las maderas se realiza en dos etapas:  

Compresión de la madera paralela a las fibras. Compresión de la madera perpendicular a las fibras.

2.1 Carga paralela a las fibras . Es la carga aplicada en la dirección paralela a las fibras.

P

P

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2.2 Carga perpendicular a las fibras . Es la carga aplicada en la dirección perpendicular a las fibras.

P

P 2.3 Esfuerzo en el límite propo rcional . Valor máximo de esfuerzo hasta donde el material recupera su forma original.   LP ( PAR )



C  LP ( PAR )  A

  LP ( PER )



C  LP ( PER ) S 

2.4 Resistencia máxima de rotura. Valor del esfuerzo para el que se presenta la falla en la madera (resistencia última a la tracción).   MAX ( PAR )



C  MAX ( PAR )  A

  MAX ( PER )



C  MAX ( PER ) S 

Donde: C = Carga en Newton (N) A = Área resistente en metros cuadrados (m 2) para ensayo paralelo a la fibra S = Área resistente en metros cuadrados (m 2) para ensayo perpendicular a la fibra 2.5 Módulo de elasticidad . Es un valor difícil de determinar con precisión. Se toma de la gráfica ( σ vs. Є) donde la gráfica es lineal.  E m



C  LP ( PAR )  A

*

 L0   LP

 E m



  LP 

 LP

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2.6 Propiedades de la madera. Entre las principales propiedades de la madera se encuentran:  Anisotropí a. Propiedades que tiene la madera de no poseer las mismas propiedades en todas las direcciones. Humedad . Presencia de agua en la madera. Es la propiedad de mayor influencia; existe bajo tres formas; agua de constitución, agua de saturación, agua contenida en los vasos y tejido leñoso.

El contenido de humedad se determina mediante la expresión: Ch 

(W o



W  f  )

W  f 

Donde: Ch = Contenido de humedad. W o = Peso de la probeta antes de introducirse al horno en gramos fuerza (g f ). W f = Peso de la probeta después de introducirse al hornoen gramos fuerza (gf ). Térmicas. La madera es mala conductora de calor. Eléctricas . La madera es buen aislante, su resistencia disminuye con la humedad. Endebilidad. Propiedad que tienen las maderas de dejarse romper a lo largo de las fibras por separación de éstas mediante un esfuerzo de tensión transversal. 3. EQUIPOS Y MATERIALES 



    

 

    

Máquina Universal. Ensayo perpendicular a la fibra escala 0: 10 TON. Ensayo paralelo a la fibra escala 0:20 TON. Calibrador. Para tomar las dimensiones de la probeta y la platina. Flexómetro. Deformímetro. Platina metálica. Dimensiones 5 cm x 5 cm. Probeta. Probetas normalizadas según normas DIN. Balanza Horno

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Dimension es de la probeta en el ensayo paralelo a las fibras.

5 cm

20 cm

5 cm

Dimension es de la probeta en el ensayo perpend icular a las fib ras.

5 cm

15 cm

5 cm

4. DATOS INICIALES

Tomar las medidas de la sección transversal y el largo de cada una de las probetas, y de la platina metálica. 5. LECTURAS  

Lecturas de carga en kilogramos fuerza ( kg f  ). Lecturas de deformación en diezmilésimas de pulgada (pulgadasx10 -4).

6. PROCEDIMIENTO  

  

Medir las dimensiones de cada una de las probetas y la platina. Colocar debidamente la probeta en la máquina universal (para el ensayo perpendicular a la fibra la probeta se coloca acostada sobre la placa base). Graduar la velocidad de la máquina universal. Al terminar el ensayo constatar el tipo y la forma de la falla. Tomar los pesos antes y después del proceso de secado de la probeta.

7. DATOS FINALES

Analizar el tipo de esfuerzo y observar la forma de la falla presentada en ambas experiencias. Avenida Gran Colombia No. 12e-96 B Colsag Tel. 5753515 - 5776655 Fax (97) 5771988 CUCUTA – COLOMBIA

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Ensayo paralelo a las fib ras TIPO DE ESFUERZO ESFUERZO CORTANTE

FORMA DE LA FALLA

HENDEDURA

CUÑA

APLASTAMIENTO

CIZALLAMIENTO

Ensayo perpendicul ar a las fibras TIPO DE ESFUERZO:NORMAL

FORMA DE LA FALLA

P

P APLASTAMIENTO

8. CÁLCULOS

Con los datos tomados, realizar la gráfica esfuerzo vs. deformación unitaria (σ vs Є ). Marcar los puntos característicos. Determinar el esfuerzo en el límite proporcional ( σlp).    Deter minar el esfuerzo de fluencia (σ fl) utilizando el método 0.2%. Determinar la resistencia máxima a la rotura ( σul) o resistencia última a la  tracción.  Determinar el módulo de elasticidad (Paralelo a la fibra). Determinar el tipo de esfuerzo y la forma de la falla.   Hallar la densidad de la madera empleada para el ensayo. Determinar el contenido de humedad.  

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9. PREGUNTAS. 





Explique la importancia de la humedad en la resistencia de compresión de las maderas. Dependiendo de la orientación de las fibras, cuando la resistencia a la compresión de las maderas es mayor. ¿Por qué? ¿Qué normas nacionales e internacionales se aplican al ensayo de compresión de maderas?

10. LECTURAS RECOMENDADAS    

Referencia bibliográfica No. Referencia bibliográfica No. Referencia bibliográfica No. Referencia bibliográfica No.

1 2 4 6; pág. 837 - 849

11. CONCLUSIONES

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DATOS INICIALES

REFERENTES AL ENSAYO FECHA:

TIPO DE ENSAYO:

MAQUINA UTILIZADA: EJECUTOR: LECTORES: ESCALA: INTERVALO DE CARGA:

REFERENTES A LA PROBETA MATERIAL:

DIBUJO DE LA PROBETA

 NOMBRE CIENTIFICO:  NOMBRE VULGAR: FAMILIA DIMENSIONES DE LA PROBETA:

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TABLA DE LECTURAS

CARGA kgF

DEFORMAC. -4

Pulgx10

CARGA

DEFORMAC.

kgF

Pulgx10

-4

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DATOS FINALES

TIEMPO: TIPO DE ESFUERZO

CONDICIONES DE SECADO:

FORMA DE LA FALLA

Temperatura: Tiempo:

PESO: Antes del secado: Después del secado:

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TABLA DE RESULTADOS σ

Є

σ

Є

MPa

mm/mm

MPa

mm/mm

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VALORES CARACTERISTICOS

ESFUERZO LIMITE PROPORCIONAL σLP=

ESFUERZO DE FLUENCIA σFL=

ESFUERZO ÚLTIMO σUL=

MÓDULO DE ELASTICIDAD E= DENSIDAD ρ=

PORCENTAJE DE HUMEDAD %H=

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