LABORATORIO Prueba de Torsión

 

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ 

Laboratorio de Mecánica de Materiales 

Facultad de Ingeniería Mecánica

LABORATORIO #3 ENSAYO DE TORSIÓN II SEMESTRE 2016

Objetivo   Familiarizar a los estudiantes con el equipo para ensayo de torsión SM1001



realizando una prueba experimental para determinar el módulo de cortante de distintos tipos de aceros.

Marco Teórico La torsión se refiere a un momento aplicado en la sobre su eje longitudinal, produce desplazamientos angulares en la sección transversal de un elemento. Es posible medir la torsión observando la deformación que produce en dicho momento aplicado Muchos de los elementos utilizados en ingeniería están sometidos a este tipo de cargas, como por ejemplo los ejes de máquinas rotacionales. La prueba de torsión tiene como objetivo determinar la constante elástica y los niveles de resistencia de los materiales a los esfuerzos cortantes producidos por las cargas aplicadas al elemento. En este tipo de ensayos, la deformación plástica alcanzada en este tipo de pruebas es mayor que el nivel alcanzado en la prueba de tensión. Suponiendo que se tiene una probeta cilíndrica de sección transversal circular, con longitud L, si uno de sus extremos esta fijo y en el otro se aplica un momento torsor T. Si el material es elástico lineal, aplicando la ley de Hooke (Ec. 1), se puede obtener una relación lineal entre los esfuerzos cortantes y las deformaciones por cortantes.  =   

(1)

Si los esfuerzos no sobrepasan el límite de proporcionalidad, propor cionalidad, la distribución de esfuerzos es lineal, es cero sobre el eje neutro de la probeta y tiene un valor máximo en el punto más alejado de la sección.  El esfuerzo cortante sobre la superficie de la sección transversal está definido por (Ecu. 2); Las deformaciones por cortante son (Ecu. 3) τ=

Tρ  J

(2)

Ilustración 1. Distribución de esfuerzos en elemento cargado en torsión

 

=

 

 

Donde ρ: Es la distancia desde el centro hasta el punto de estudio

J: Es el momento polar de inercia T: Es el torque aplicado al elemento L: Es la longitud de la probeta r: Es el radio de la probeta θ: Es el desplazamiento angular

Materiales y equipos a utilizar   Equipo para ensayo de torsión SM1001    Probetas estandarizadas   Matlab/scilab  

   

Inventor  

Ilustración 2. Equipo para ensayo de torsión SM1001 

Probetas

 

  Ilustración 3. Dimensiones de probeta

Ilustración 4. Especificación de materiales

I. 

Prueba de torsión para identificar el módulo de cortante A.  Identificar las partes del Equipo: a.  Sensores.  b.  Probetas. c.  Fuentes de Energía. d.  Probetas. Material y Dimensiones. B.  Con los Espécimen 1 y Espécimen 2. Realizar prueba de ensayo a torsión dentro del rango elástico. Tomar medidas del incremento del torque, y desplazamiento angular. Se debe realizar incrementos en el desplazamiento angular sin exceder el 0.03 radianes  para no salir de la región elástica. C.  Calcular el esfuerzo cortante y la deformación angular; y mostrar resultados en una tabla. D.  Presentar el gráfico de esfuerzo-deformación para el rango de valores obtenidos E.  Linealizar el conjunto de valores, obtener el módulo de cortante experimental de cada espécimen y mostrar la curva resultado de la interpolación lineal en en los gráficos.

 

F.  Comparar con los datos teóricos del material Experimentales Espécimen Módulo de cortante (G) 1

Valores Teóricos Módulo de cortante (G)

% error

2 G.  Realizar simulación en Autodesk inventor, y comparar con los datos obtenidos de forma experimental.