Maquinas de Ensaye

 

 

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ...................... ................................................ .................................................... .................................................... .......................... 2   I. MÁQUINAS DE ENSAYE. ....................... ................................................. .................................................... .................................. ........ 3  I. I M ÁQUINA PARA ENSAYOS DE TRACCIÓN ................................................. ....................................... ............. 3 TRACCIÓN. ....................... I. II ENSAYO DE COMPRESIÓN. ......................... ................................................... .................................................... .............................. .... 4 I. III ENSAYO DE FLEXIÓN. ....................... ................................................. ................................................... ...................................... ............. 4 I. IV ENSAYO DE TORSIÓN. ...................... ................................................ ................................................... ...................................... ............. 5 I. V ENSAYO DE RESILIENCIA.......................................................... ................................................................................... .......................... 5 I. VI ENSAYO DE DUREZA........................................................... ................................................................................... .............................. ..... 5 I. VII ENSAYO DE FATIGA. ........................ .................................................. ................................................... ...................................... ............. 6 I. VIII ENSAYO DE CREEP. ....................... ................................................. ................................................... ...................................... ............. 6 I. IXENSAYOS NO DESTRUCTIVOS........................................................... ............................................................................ .................. 7 I. XENSAYO DE VIBRACIÓN. ......................... ................................................... ................................................... .................................. ......... 7 II. ACERO SOBRE EL ENSAYO DE TRACCIÓN. ........... ..................................... ...................................... ............ 8 

III. CONCRETO A COMPRESIÓN. .......................... ................................................... ............................................. .................... 10  IV. RESULTADOS. ................................................................... ............................................................................................ ............................ ... 14  V. CONCLUSIONES. .............................. ....................................................... ................................................... ..................................... ........... 15  VI. BIBLIOGRAFÍAS (L (LITERARIA). ITERARIA). ..................................................... ..................................................................... ................ 16  VII. BIBLIOGRAFÍAS (DIGITAL). ........... ............... .... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. VIII. ANEXOS. ...... ................................ ....................................... ............. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

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INTRODUCCIÓN

La importancia de proyecto está en conocer la resistencia de dos materiales muy importantes en el campo de la construcción. Está diseñado como una introducción al campo y no como una guía. Esto nos otorgará un enfoque en los asuntos fundamentales que son los principales factores para la selección de materiales y diseño, considerando los ciclos de vida. El aprendizaje de las propiedades de estos materiales y el método de prueba de resistencia como son los tipos de ensayo, preparándonos para medir e interpretar los datos obtenidos. Las propiedades de un material están determinadas por su estructura. El procesamiento puede alterar esa estructura en formas específicas y predecibles. El comportamiento de los materiales se fundamenta en la ciencia y es entendible. Las propiedades de todos los materiales cambian con el tiempo, con el uso y la exposición a las condiciones ambientales. Cuando se seleccionan los materiales se deben llevar a cabo pruebas suficientes y apropiadas como parar asegurar que el material permanecerá adecuado durante toda la vida razonable del producto. La importancia de la economía en la toma de decisiones y la consideración del ciclo de vida de los productos, nos brindarán br indarán un mejor trabajo, pero para ello es nece necesario sario someter a pruebas de resistencia estos productos. Estas Pruebas deben ser mediante ensayos.

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I. MÁQUINAS DE ENSAYE.

I. I Máquina para ensayos de tracción. Una máquina para ensayo de tracción consiste básicamente en un mecanismo mecan ismo para aplicar tensión a una probeta alargándola, alar gándola, y un sistema preciso para medir la carga aplicada. Muchas maquinas son de tipo “universal”, siendo adecuadas para ensayos uniaxiales tanto de tensión como de compresión, y también para ensayos de flexión f lexión de probetas del tipo de barras. Los niveles de precisión de las máquinas para ensayos de tracción se exponen en la norma B.S. 1610 (1964) El sistema de aplicación en la carga puede ser mecánico o hidráulico. El sistema mecánico comprende normalmente un husillo roscado hundido a la cruceta de aplicación de la carga; este husillo es accionado por medio de la tuerca giratoria. girat oria. En un sistema hidráulico, la carga se aplica por el desplazamiento de un pistón hidráulico que se mueve dentro de un cilindro lleno de aceite. Es importante que, en cualquier ensayo de tracción o compresión, se mantenga constante el valor de la fuerza aplicada. Muchas maquinas tienen capacidad para operar con diferentes cargas, y algunas máquinas son capaces de actuar con esfuerzos infinitivamente variables dentro de unos límites superior e inferior fijados. Ciertos materiales, particularmente los polímeros, son sensibles al valor de la fuerza aplicada, indicándose valores recomendados para la ejecución de los ensayos en publicaciones especializadas. La carga real aplicada a la probeta p robeta puede medirse de varias formas. El sistema más clásico, pero todavía el más preciso, es la palanca mecánica de contrapeso (tipo balanza). De todas formas, un sistema de palanca, incluso si se trata de una combinación de palancas, ocupa una gran cantidad de espacio para una máquina con gran capacidad de carga, y, por ello, en muchas máquinas se mide la carga determinando la presión hidráulica en un cilindro calibrado. Un tercer sistema de medición de la carga utiliza el alargamiento del muelle; este sistema se usa en la pequeña máquina de ensayos Hounsfield, en la que la desviación de una barra

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acciona un pequeño pistón dentro de un cilindro que contiene mercurio. Esta acción hace subir el mercurio en un tubo de vidrio calibrado. I. II Ensayo de compresión. Para efectuar el ensayo de compresión en los materiales, suele tomarse una pequeña probeta cilíndrica, con una relación altura/diámetro que no exceda de 3/1. Con probetas que superen esta relación se corre el riesgo de que se doblen bajo la carga. Los ensayos de comprensión raramente se llevan a cabo con materiales dúctiles porque los resultados obtenidos son de escaso valor. Una dificultad que frece este ensayo se debe al rozamiento elevado entre los extremos de la probeta y los platos de la máquina de ensayo, rozamiento que al limitar el ensanchamiento de la probeta da lugar a que se produzca una forma de barril. El ensayo de compresión se usa principalmente para determinar la resistencia de los sólidos frágiles. En el ensayo de compresión es difícil obtener condiciones de carga completamente axial, por lo que debe lograrse logrars e el posicionado preciso de la pieza de ensayo y el centrado exacto de la muestra sobre los platos de carga de a máquina. El ensayo de compresión se usa algunas veces como medio de determinar las propiedades de tracción de un sólido frágil, tal como un material de cerámico. En este caso, la muestra e de forma f orma de disco circular, el cua cuall es sometido a compresión diametral. I. III Ensayo de flexión. El módulo de ruptura es la resistencia de un material determinada por ensayo del mismo a flexión con una carga transversal. La probeta de ensayo es una pequeña barra libremente apoyada por ambos extremos, con carga aplicada en el centro. El módulo de ruptura, o resistencia de rotura transversal, es la tensión máxima desarrollada en el material en el punto de fractura. Este tipo de ensayos de flexión transversal se emplea también para los materiales termoendurecibles, particularmente los plásticos laminados tales como fenol-formaldehído textil (“tufnol”).  

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I. IV Ensayo de torsión. El ensayo de torsión se emplea para determinar las características de un metal cuando se halla bajo la influencia de fuerzas de cizallamiento. La probeta utilizada para este ensaye es de forma cilíndrica y está sometida a un par de torsión, de modo que el eje de este par coincida por el eje de la probeta; por tanto, está se encuentra en torsión pura. En el seno del material se desarrollan tensiones de cizallamiento tangenciales a estar sometido a giro extremo de la probeta en relación con el otro. El ángulo de torsión y, por consiguiente, la deformación de cizallamiento desarrollada puede medirse por medio de un torsiómetro. La tensión de cizallamiento desarrollada es proporcional a la distancia radial desde el eje del cilindro y, por esto, su valor máximo lo tenemos en la circunferencia exterior. I. V Ensayo de resiliencia. Es un requisito ineludible de calidad de los materiales, exigido para demostrar su tenacidad de forma sencilla. En este tipo de ensaye se usa una probeta entallada por fresado, la cual se somete a los golpes de un martillo pendular que está dotado de un movimiento rápido, midiéndose la energía absorbida en la fractura de la probeta. Este tipo de ensayo ofrece la ventaja de revelar una tendencia a la fragilidad que no se aprecia en un ensayo de tracción normal, o en un ensayo de dureza. Una aplicación importante del ensayo de resiliencia es para par a comprobar si el tratamiento térmico de un material se ha efectuado convenientemente, pues este tipo de ensayos es el que da más información sobre este particular. Sin embargo, la resistencia al impacto no debe analizarse individualmente, sino que debe juzgarse conjuntamente con los resultados de otros ensayos, incluyendo el de resistencia a la tracción y el de dureza. I. VI Ensayo de dureza. El ensayo de dureza es una herramienta básica bá sica para controlar, de forma rápida, las características de tracción de los materiales. La dureza de un marial puede determinarse ya sea por medio de una prueba de rayado, ya sea por medio de un ensayo a base de una huella superficial. Este último tipo de ensayo puede usarse solamente para materiales que admitan deformación plástica, a saber, los metales

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y los materiales termoplásticos. La resistencia de un material a la impresión de una huella no es necesariamente igual a la abrasión, pero puede usarse una medición de dureza obtenida en virtud de un ensayo a base de huella para la comprobación empírica de la resistencia a la abrasión. Los ensayos de dureza por impresión de huella se usan mucho para la comprobación de muestras de metal, ya que son de ejecución fácil y dan información sobre las condiciones del tratamiento térmico. I. VII Ensayo de fatiga. El ensayo de fatiga tiene una extensa aplicación; la de todas aquellas piezas que se encuentren sometidas a esfuerzos o tensiones variables: motores, maquinas, etc. Los ensayos de laboratorio que se llevan a cabo para determinar la resistencia a la fatiga, se basan normalmente en ciclos de tensión alternativos, alter nativos, con una tensión media nula, o bien en una tensión fluctuante con algún valor positivo de la tensión media, más que en intentar la repetición de las condiciones variables que pueden aparecer en un componente durante su vida de servicio. Los tipos de ensayo de fatiga frecuentemente usados son los ensayos que llevan consigo una carga axial sobre sobr e la probeta, que actúa de un u n modo alternativo a tensión y compresión, los ensayos a base de una flexión combinada con un giro. I. VIII Ensayo de creep. La mayoría de los ensayos de alargamiento lento, o creep, se efectúa a base de tracción, siendo el tipo de probeta similar a la del ensayo de tracción normal. Casi todos los ensayos de creep se llevan a cabo bajo condiciones de carga constante, empleando pesos muertos que actúan a ctúan por medio de un simple sistema de palancas. Para medir el alargamiento que se produce durante el ensayo, se use generalmente genera lmente un extensómetro del tipo de espejo, anotándose las lecturas del aparato a intervalos regulares de tiempo hasta que se han obtenido todos los datos requeridos, o hasta que se rompe la probeta, dependiendo de ello si el objetivo del ensayo es determinar el alargamiento por unidad de tiempo, o bien, el alargamiento total por tensión elástica. Alrededor de la probeta se monta un horno tubular, siendo esencial que la temperatura se mantenga uniforme a lo largo de la longitud calibrada de la probeta y, además, que sea constante mientras dure el ensayo. La regulación de la

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temperatura debe efectuarse dentro de +-3°C para temperaturas de ensayo de hasta 600°C. a temperaturas comprendidas entre 600 y 800°C, éstas deben mantenerse dentro de +- 4°C, y entre 800 y 1000 °C, deben mantenerse dentro de +-6°C. Una de las dificultades de la prueba de creed es que un solo ensayo puede tardar mucho tiempo en completarse (417 días), siendo muy difícil de pretender la extrapolación partiendo de los resultados de ensayos comparativamente cortos de tiempo, para estimar el comportamiento probable de un material a lo largo de un periodo se servicio de 10 o 20 años. I. IXEnsayos no destructivos. Hay muchas técnicas de ensayo no destructivo que pueden utilizarse para determinar varias características de los materiales. Algunos de los ensayos se han ideado con el fin de determinar algunas de las constantes del material, mientras que otros se han desarrollado para que sirvan de ayuda en la detección defectos de un material o componente. I. X Ensayo de vibración. Los ensayos de vibración se emplean en la investigación fundamental como métodos extremadamente precisos para la determinación de las constantes elásticas de los materiales.

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TR ACCIÓN. II. ACERO SOBRE EL ENSAYO DE TRACCIÓN.  A partir del diagrama F- ΔL  ΔL podemos obtener el diagrama de tensiones, tensiones, σ, deformaciones unitarias, ε, a través de las expresiones: σ = F/S0 (Fig. 2.2) ε = (ΔL/L0) 100 (Fig. 2.3)

Si se consideran S0 y L0 la sección y la longitud inicial respectivamente, parámetros fijos durante todo el ensayo, el diagrama σ -ε es semejante al F- ΔL  ΔL con razones razones de

semejanza 1/S0 y 100/L0 respectivamente. En la figura 2.6 se expresa el diagrama σ-ε correspondiente al acero AE 235 ensayado.  

En los diagramas de esfuerzo deformación de dos materiales dúctiles típicos (fig. 2.9), el alargamiento de la probeta después de empezar a fluir puede ser 200 veces su alargamiento antes de fluir. Una probeta hecha de material frágil se rompe sin que se note un cambio previo en la tasa de elongación, mientras que en un material dúctil fluye después de que se alcanza un esfuerzo critico llamado límite de fluencia, es decir, la probeta sufre una gran deformación antes de romperse, con un aumento relativamente pequeño de la carga aplicada (fig. 2.9).

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La variación de lagunas características mecánicas en función del porcentaje de trabajo en frio, para los materiales bajo consideración, co nsideración, se muestra en las siguientes figuras adjuntas.

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III. CONCRETO A COMPRESIÓN. La tabla 4.8 indica la magnitud de la reducción en la relación agua/cemento, debido al procesamiento al vacío. Sin embargo, parte del agua extraída deja cavidades y, en la práctica, puede ser que no se logren todas las ventajas teóricas de la eliminación del agua. El aumento de la resistencia obtenido del tratamiento al vacío es proporcional a la cantidad de agua retirada solo hasta un valor crítico, después del cual no hay ningún aumento significativo; de aquí que un tratamiento al vacío demasiado prolongado no sea útil. El valor critico depende del de l espesor del concreto y de las proporciones de mezcla. No obstante, la resistencia del concreto procesado al vacío sigue, en términos generales, la dependencia normal de la relación agua/cemento definitivo, como aparece en la figura 4.28.

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Cuando un concreto está totalmente compactado, se dice que es inversamente proporcional a la relación agua/cemento; esta proporción fue precedida por una ley que estableció Duff Abrams en 1919. El descubrió que la resistencia es igual a: ƒc = K1 /K2w/C 

Donde w/c representa la relación agua/cemento de la mezcla y k 1  y k2 con las constantes empíricas. La figura 5.1 muestra una curva de relación típica de resistencia agua/cemento.

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La falla final que ocurre bajo la acción de la compresión uniaxial es una falla por tensión de los cristales de cemento o de la adherencia en dirección perpendicular a la carga aplicada, o bien su colapso co lapso causado por el desarrollo de planos de cortante inclinados. Es probable que la deformación ultima sea el criterio de falla, aunque el nivel de deformación varía según la resistencia del concreto: mientras mayor es la resistencia, menor será la deformación final.  A compresión triaxial la falla debe ocurrir por trituración; por lo tanto, el mecanismo es bastante diferente del descrito anteriormente. El aumento de compresión lateral incrementa la carga axial que se puede soportar, como se indica en la figura 5.12. con esfuerzos laterales se han registrado resistencias extremadamente altas (fig. 5.13). Cabe señalar que, si el desarrollo de la presión pre sión de agua en los poros se limita, permitiendo que dicha agua escape por debajo deba jo de las planas de carga, la resistencia aparente será mayor.

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IV. RESULTADOS.

En general todos los ensayos citados se aplican para analizar y controlar la calidad de los productos aplicados y elaboraos en la fabricación de máquinas e ingenios.

Valores típicos de compresión del concreto.

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V. CONCLUSIONES.

Después de estos temas expuestos podemos observar que tan importante es conocer la resistencia de estos materiales que son importantes en la construcción y los tipos de pruebas a los que los podemos someter para conocer dicha resistencia. Es necesario aprender a seleccionar los materiales, según su finalidad, a través de pruebas eficientes que garanticen que conserve sus propiedades durante la vida útil del producto. Medir e interpretar los datos de las pruebas realizadas, así como fallas de los mismos. Podemos tener claro que necesitaremos saber las características, propiedades, aplicaciones y métodos de selección y medición, así como los factores (tiempo, uso y exposición a condiciones ambientales) que alteran las propiedades de cada material. De cada material podemos conocer la siguiente información: informa ción: la definición y cálculo de la resistencia a la conformación, la resistencia a la tracción, resistencia a la ruptura, el módulo de tracción de Young, coeficiente de posición, resistencia a la conformación compensatoria, el esfuerzo, la deformación, el esfuerzo real, deformación real, diferencia entre deformación plástica y estiramiento elástico, elástico , en los ensayos de comprensión y módulos de deformación. Todo esto nos será servirá de mucho para poder crear una estructura que permita mantener la seguridad de las personas que estén dentro del área de dicha estructura.

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VI. BIBLIOGRAFÍAS (LITERARIA). Beer, F. P. J., & Russell, E. (1982). Mecánica de materiales (No. 620.112 B4Y).  B4Y).  John, V. B., & Hidalgo, A. (1976). Conocimiento de materiales en ingeniería. Editorial Gustavo Gili.  Gili.  Ferrer Giménez, C. (1992). Fundamentos de ciencia de los materiales  (No. TA349 F47 1992). Universidad Politécnica de Valencia. Newel, J., & Newel, J. (2010). Ciencia de materiales: aplicaciones en ingeniería (No. 62-4 620.11).  Adam, N. (1998). Tecnología del Concreto. Tomo I, Editorial Limusa, México . Shackelford, J. F., Piris, A. M., Mur, G., Marrero, F. J. C., Mur, J. M. J. G., Manero, J. M. C., ... & Tricario, E. J. (2010). Introducción a la ciencia de materiales para ingenieros (No. 691). Pearson:.  Pearson:. 

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