PRACTICA 2 Cargas Axiales

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Unidad Profesional Interdisi!linaria de Ingeniería Cienias Soiales "

Ingeniería Industrial PRUEBAS DE CALIDAD PARA LA INGENIERIA INDUSTRIAL

PRACTICA NO.2 “CARGAS AXIALES”

ALUMNO: FORTINO

DOMINGUEZ

SANTOS

Profesor: VIGNATI SANCHEZ ENRIUE Se!"e#!$%: 2IV&'

Fe!(%: )* +e Se,-$e/re +e0 2)1'

RICARDO

CARGAS AXIALES O3ETIVO

El alumno será capaz al concluir esta práctica, de reconocer y definir el concepto de carga axial, además estará preparado para entender e interpretar el concepto de esfuerzo y deformación además de su obtención. Por otra parte deberá establecer la diferencia entre los conceptos de desplazamiento y deformación. M%r!o Te4r$!o

Cuando se estudian elementos en compresión. Estos podrían llegar a ser tan delgados que no se comportarían en la forma considerada. Por ejemplo, una regla ordinaria de un metro sometida a una fuerza de compresión axial bastante pequea, tiene una tendencia notoria a pandearse lateralmente y sufrir la falla o ruptura! por tanto se aplicara solo a elementos de compresión con carga axial, que son más bien cortos, es decir, a bloque de poca altura. Los Esf"er5os %6$%0es. "on aquellos debidos a fuerzas que act#an a lo largo del eje del elemento.$os esfuerzos normales axiales por lo general ocurren en elementos como cables, barras o columnassometidos a fuerzas axiales %que act#an a lo largo de su propio eje&, las cuales pueden ser de tensión o descompresión. 'demás de tener resistencia, los materiales deben tener rigidez, es decir tener capacidad de oponerse a las deformaciones %d& puesto que una estructura demasiado deformable puede llegar a (er comprometida su funciona)idad y ob(iamente su est*tica. En el caso de fuerzas axia)es %de tensión o compresión&, se producirán en el elemento alargamientos o acortamientos, respecti(amente.

APARATOS 7 EUIPOS MAUINA DE ENSA7O

$a máquina de ensayo tiene la capacidad de realizar pruebas de cargas estáticas y dinámicas en materiales y componentes. Esta máquina es semejante a una prensa con la que es posible someter materiales a ensayos de tracción y compresión para medir sus propiedades. $a presión se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos o un sistema +idráulico. Esta máquina es ampliamente utilizada en la caracterización de nue(os materiales. 'sí por ejemplo, se +a utilizado en la medición de las propiedades de tensión de los polímeros. "e pueden utilizar diferentes materiales desde plásticos, aluminio, compuestos +asta aceros. iene la capacidad de realizar diferentes pruebas como pruebas de tensión, compresión, fatiga, fractura mecánica y durabilidad de los materiales.

1. PROCEDIMIENTO DE ENSA7O TENSION

 'ntes de colocar la probeta, en las mordazas, deberán tomarse las dimensiones que sean requeridas en ella

C%r%!-er8s-$!%s +e 0% ,ro/e-%

$as probetas que se usan para el ensayo de tensión generalmente es una muestra a la que se le da una preparación pre(ia. Esta consiste en reducir el area del material en una longitud calibrada, que precisamente será en la que se tomen y obser(en los datos y resultados de la prueba. MEDICIONES: A!ero

RANGO DE CARGA CARGA %&gf##'(

DE)R*ACION

CARGA %&gf##'(

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800

250 350 424 477 528 578 612 647 665 710 737 767 794 820 845 847 862 897 935

4200 4400 4600 4800 5000 5200 5400 5800 6000 6200 6400 6600 6800 7000 7200 7400 7600 7800 7900

4000

1022

8000

DE)R*ACION 1131 1285 1461 1664 1884 2125 2385 2663 2966 3288 3633 3998 4385 4798 5243 5715 6227 6799 Punto de ruptura -

Res"0-%+o o/-e#$+o:

-// 0gfmm1 2 Punto de ruptura 333333 carga máxima 4/.5 cm longitud de deformación

6iámetro de ruptura7 8.5 mm

2. E#s%9o +e $!ro -e#s$4#

Cuando los materiales que se pretenden analizar bajo un ensayo de tensión, son de baja resistencia y9o sección trans(ersal pequea, se esperará tener como resultado la aplicación de cargas de pequeo (alor, para estos casos será necesario +acer uso de maquinas que tengan un inter(alo de cargas menores a las que tradicionalmente se manejan, bajo estas condiciones, se puede +ablar de un ensayo de M$!ro -e#s$4#. Este ensayo es propio para el ensayo de materiales tales como7 •

•

:ateriales de pequea sección trans(ersal %ej.7 alambres y láminas delgadas, etc.& :ateriales de bajo esfuerzo mecánico %ej.7 telas, papel, plásticos, etc.&

MATERIAL: P$'";C<

MEDIDAS:

$ = 1) cm

d = )1 cm

. E#s%9o +e !o,res$4#

En ingeniería, el ensayo de compresión es un ensayo t*cnico para determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría de los casos se realiza con +ormigones y metales %sobre todo aceros&, aunque puede realizarse sobre cualquier material. "e suele usar en materiales frágiles. $a resistencia en compresión de todos los materiales siempre es mayor o igual que en tracción. El ensayo de compresión se realiza para determinar las propiedades de un material frente a una solicitación axial negati(a. "olicitación que pretende comprimir la probeta de ensayo El fin del ensayo de compresión puede ser determinar las propiedades de un material o el comportamiento de un componente o sistema completo frente a una solicitación externa. 6eterminación de las propiedades del material7 ejemplo7 norma E> )?3) resistencia mecánica de cementos y morteros. "e busca obtener (alores @absolutosA de resistencia del cemento, de forma que se puedan clasificar y comparar. En esta normati(a se describe todo el proceso de ensayo de forma que su preparación, curado y proporción de componentes no pongan en compromiso la comparación de resultados entre diferentes fábricas y países. $as probetas se preparan mediante la mezcla controlada del cemento, junto con los áridos y el agua en composición, cantidades y con un procedimiento muy detallado. $as propiedades mecánicas del cemento determinadas en el ensayo de compresión seg#n E> )?3) dependen directamente del proceso de preparación de probeta, su curación y por supuesto de la máquina de ensayo y el procedimiento de ensayo de compresión. Comportamiento del elemento a ensayar7 en este caso, el objeti(o está orientado principalmente a la determinación de los límites de trabajo del elemento en cuestión7 fuerza máxima, deformación a rotura, inicio de grieta, etc. Estos (alores permitirán (erificar que los diseos realizados teóricamente se corresponden con los (alores empíricos obtenidos en una simulación real de trabajo.

Para que el ensayo se realice de forma precisa y repetiti(a, se necesita una máquina de ensayo que garantice que tanto las mediciones como el control, como su comportamiento son por lo menos como lo requiere la norma. Por #ltimo, es necesario disponer de un softBare de ensayo de materiales capaz de permitir al usuario configurar el ensayo, realizar los cálculos acorde a la normati(a en cuestión, representar gráficas y analizar (alores. Existe numerosa normati(a internacional que define con detalle los parámetros del ensayo, requisitos de la máquina de ensayo, cálculos a realizar sobre los (alores obtenidos en el ensayo de tracción, etc. En función del tipo de material, su proceso de fabricación, aplicación y condiciones de trabajo, existe una normati(a concreta o o

o

o o o

o o

o o

E> )?3) 7 resistencia mecánica de cementos y morteros  '": C)/7 esistencia a compresión de morteros de cemento con probetas de 1A  '": C4D7 esistencia a compresión de morteros de cemento usando prismas partidos a flexión ;"< ?- 7 6eterminación de la resistencia del cemento E> )14/347 esistencia a compresión del +ormigón E> )14/3D7 Características de la máquina de ensayo para determinación de resistencia del +ormigón ;"< D/)17 6eterminación de resistencia del +ormigón a compresión  '": C47 6eterminación de la resistencia en ensayo de compresión de probetas cilíndricas de +ormigón  '": E3 7 Ensayo de compresión sobre materiales metálicos  '": 63?57 ensayo de compresión sobre plásticos

6ependiendo el tipo de material y sobre todo la carga máxima del ensayo se pueden emplear los siguientes tipos de máquinas de ensayo de materiales de ;EE" para realizar el ensayo de tracción7 PROCEDIMIENTO DE ENSA7O

 'ntes de colocar la probeta entre los platos de compresión, deberán tomarse las dimensiones y los datos que de ella se requiera. $a probeta deberá ser colocada en los platos de compresión, de tal forma que este quede centrada con el eje de aplicación de la carga, y de esta manera se asegure , dentro de lo posible, la aplicación de una carga axial. 6eberá obser(arse que la cara de los platos y de la probeta sean paralelas, para e(itar un deslizamiento de esta #ltima.

 'plicar presión al sistema +idráulico de la maquina, de tal forma que se pueda ajustar a cero el dinamómetro %carga& de la misma, así mismo, deberá, bajo esta condición, ajustarse el dispositi(o de medición de la deformación.  'plicar carga de manera gradual. MATERIAL: ALUMINIO

MADERA

6= )1. mm

$=)/ cm

$= D/.- mm

a= 1.D cm l = 1.D cm

C%r%!-er8s-$!%s +e 0% ,ro/e-%

$as probetas que se usen para el desarrollo de un ensayo de compresión, dependerán del tipo de material que se ensayara, es decir , si se trata de un material d#ctil o uno frágil.

P"#-o +e r",-"r% A0"$#$o:

P"#-o +e r",-"r% M%+er%:

)4/5 0gfmm1

1-?/ 0gfmm 1

Co#!0"s$o#es:

En esta práctica pudimos estudiar los ensayos de tensión y compresión los cuales permiten conocer con anterioridad a que una pieza falle, los posibles defectos e imperfecciones presentes. eniendo en cuenta el material a tratar. $a importancia y gran (entaja de los ensayos analizados es que permiten realizar las pruebas con un fragmento de la pieza, arrojando información (aliosa de su estado. Permiten e(aluar de manera muy precisa los acabados superficiales y sub3 superficiales y encontrar los defectos en el procedimiento. $os ensayos de tensión y compresión requieren personal calificado y con experiencia, pues no es posible realizar estas pruebas #nicamente teniendo disponibilidad de los equipos.

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Unidad Profesional Interdisi!linaria de Ingeniería Cienias Soiales "

Ingeniería Industrial PRUEBAS DE CALIDAD PARA LA INGENIERIA INDUSTRIAL

PROLEMARIO DE DUREZA 7 CARGAS AXIALES

ALUMNO: FORTINO

DOMINGUEZ

SANTOS

Profesor: VIGNATI SANCHEZ ENRIUE Se!"e#!$%: 2IV&'

Fe!(%: )* +e Se,-$e/re +e0 2)1'

RICARDO