Reporte de Practica #5 - Ensayo de Pandeo de Columnas

Instituto Tecnológico de Tijuana Subdirección Académica Departamento de Metal Mecánica Reporte de Laboratorio

REPORTE DE LABORATORIO Profesor: Materia y serie: Lugar: Periodo: Carrera: Título de la practica: Fecha: Equipo #7

Observaciones:

Dr. Ramiro Gonzales Gutiérrez Mecánica de Materiales EMC 10235D Laboratorio de mecánica de materiales I/F Enero-Junio 2015 Ingeniería electromecánica. #5 Ensayo de pandeo de columnas 30 de abril de 2015 Apellido paterno, materno y nombre(s) Blanco Cueva José Luis Hernández Valenzuela Jesús Antonio Ortiz Ibarguen José Jairo Zúñiga Lutz Alfonso Alexandro Presentación Nota Contenido 1.- Ortografía: 5.- Introducción: 2.- Redacción: 6.- Teoría y metodología: 3.- Letra: 7.- Resultados: 4.- Imágenes: 8.- Bibliografía:

Matrícula 12211210 12211116 13210286 12211146 Nota Comprensión 9.- Resumen: 10.- Cálculos 11.- Conclusiones:

Nota

Ensayo de pandeo de columnas RESUMEN Se realizó un ensayo de pandeo de columnas a una probeta de acero galvanizado con una sección rectangular de 17.78mm x 0.973mm y una longitud 203mm con lo cual se comprobó la fuerza de pandeo y el porcentaje de diferencia en relación al cálculo teórico de la probeta en 4 diferentes tipos de ensayo. (Doble empotramiento, Doble apoyo, Empotramiento y apoyo, Empotramiento y móvil) Los resultados obtenidos en los diferentes ensayos realizados incluyen: Doble empotramiento: Fuerza aplicada = 34.33N Fuerza de pandeo= 3.5KgF, % = 35, Doble apoyo fuerza aplicada = 17.65N fuerza de pandeo = 1.3KgF % = 73%, Empotramiento y apoyo fuerza aplicada = 22.56N fuerza de pandeo = 2.5KgF % = 45%, Empotramiento y móvil fuerza aplicada = 1.96N fuerza de pandeo = 0.2KgF % = 32

INDICE

RESUMEN....................................................................................................................................1 INDICE.........................................................................................................................................2

Instituto Tecnológico de Tijuana

INTRODUCCION........................................................................................................................3 Subdirección Académica Departamento de Metal Mecánica

OBJETIVOS..................................................................................................................................4 Reporte de Laboratorio MATERIAL Y EQUIPO................................................................................................................5 PROCEDIMIENTO......................................................................................................................6 RESULTADOS..............................................................................................................................7 CONCLUSIONES........................................................................................................................7 BIBLIOGRAFIA...........................................................................................................................7 ANEXOS.......................................................................................................................................8

INTRODUCCION Columnas Una columna en un elemento que soporta o varias cargas axiales estas pueden ser concéntricas (la cual se aplica a lo largo del eje centroidal) o de manera (la que se aplica paralelamente al eje centro pero a una cierta distancia del centroide, una de las características de las columnas es que entre más pequeña y gruesa es esta tiene mayor capacidad de carga , pero si esta es más larga tiene un alto grado de sufrir una flexión lateral en ella lo cual es lo contrario entre más pequeña es la columna no sufre flexión pero tiende a fallar de manera que sucede un aplastamiento ya que es más péquela no flexiona solo se aplasta siempre y cuando la carga sea mayor a la resistencia de la columna. Pandeo de columnas Cualquier elemento alargado que soporta una carga en su extremo superior es clasificado como columna. El pie de un tendedero, la pata de una Mesa de televisor, un bastón, la columna de una glorieta, etc. La compresión de un objeto alargado puede producir un efecto llamado pandeo. El pandeo presenta una situación de inestabilidad elástica que, en principio, puede no ser destructiva para la propia columna, pero puede resultar perjudicial para el resto de la estructura que soporta dicha columna. Sin embargo está claro que un pandeo excesivo también puede producir roturas en ciertas zonas de esta por tracción o compresión localizadas. Por lo tanto este efecto es algo que siempre habremos de evitar. En respuesta a ello se debe conocer la carga crítica máxima aplicable a partir de la cual comienza a presentarse el fenómeno, y una vez determinada se trabajará bastante por debajo de dicho valor. Para establecer el valor de la fuerza de carga crítica se debe conocer qué factores intervienen durante el pandeo: Entre ellos destacan; Modo de vinculación con los extremos.

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OBJETIVOS Comprobar la magnitud de la carga critica dada por la ecuación de Euler para 4 tipos de apoyos en columnas: 1. 2. 3. 4.

Columna con extremos libres. Columna con doble articulación. Columna con empotramiento y extremo articulado. Columna con doble empotramiento.

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MATERIAL Y EQUIPO Tabla 1.3. Materiales y equipo utilizados para los ensayos de vigas

Especificación de materiales Descripción

Especificación

Cantidad

Justificación

1

Materia prima para probeta

Viga de acero galvanizado Libreta y pluma.

Material de oficina

1 lote

Calculadora

Científica

1

Celular con cámara

LG L65 – 5MP

1

Registro de resultados Realizar cálculos Registrar con fotografías los ensayos de vigas

Especificación de equipo Descripción Modulo neumático

Modelo y marca N/A

Capacidad

Precauciones

500N

Utilizar equipo de seguridad.

Materiales

Hoja y pluma

Probeta de acero galvanizado

Calculadora científica.

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Cinta métrica Figura 1.3. Materiales usados en los ensayos de flexión

Vernier

Algunos accesorios no son mostrados en las imágenes debido a que no se cuenta con fotografías de ellos Equipos y accesorios

Empotramiento móvil. Modulo neumático Figura 1.4. Equipos usados en los ensayos de flexión y accesorios

PROCEDIMIENTO

Tabla 1.4. Procedimiento a seguir para realizar ensayos de pandeo de columnas

Secuencia 1

2 3 4 5 6

Procedimiento

Observaciones

Se coloca la probeta y se ajusta Puede utilizarse mordazas para dependiendo del tipo de ensayo que se mantener la probeta fija, mordaza realizara móvil o puede dejarse libre uno o ambos extremos Calibrar la escala de fuerza de la maquina a 0 Ajustar el pistón que ejercerá la fuerza sobre la columna Aplicar la fuerza a la columna. Registrar los datos mostrados por la El dato registrado en este paso es la maquina fuerza aplicada. Retirar la fuerza aplicada en la columna.

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RESULTADOS Las fórmulas utilizadas para esta práctica son: Nombre Fuerza critica

Formula 2

π E Ix ¿2 h b3 I x= 12

Pcr =

Momento de inercia

Tipos de apoyo L en la probeta (Longitud) mm Extremos libres Empotramient o y libre Doble empotramiento Empotramient o y Movedizo

T (Espesor) mm

A (Ancho) mm

P (Aplicada) N

P (Critica) N

Módulo de elasticidad

Momento de inercia (mm4)

203

0.783

17.78

17.658

24.168

70,000

1.441

203

0.783

17.78

1.962

6.042

70,000

1.441

203

0.783

17.78

34.335

96.675

70,000

1.441

150

150

17.78

22.563

49.324

70,000

1.441

CONCLUSIONES Con la práctica pudimos ver las diferentes pandeos y comparamos con el aspecto teórico y corroboramos que a la hora de elaborar la práctica se deben tener en consideración ciertos que en lo teórico simplemente se ignoran por lo cual se debe de tener en cuenta cierta tolerancia a la hora de comparar los 2 resultados

BIBLIOGRAFIA [1] Mecanica de mateariales. Quinta edición Ferdinand P. Beer / E. Russell Johnston, Jr. / John T. DeWolf / David F. Mazurek

ANEXOS Figura 1.4. a) Empotramiento y móvil, b) Doble libre, c) Empotramiento doble, d) Empotramiento y libre.

a)

c)

Instituto Tecnológico de Tijuana b) Subdirección Académica Departamento de Metal Mecánica Reporte de Laboratorio

d)

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