ESTRUCTURAS TENSIONES

ESTRUCTURAS TENSIONES

1.- Objetivos

1. Analizar y calcular las tensiones y deformaciones que se producen en los elementos que conforman una estructura cuando son sometidos a dos cargas, tomando en cuenta el tipo de material del cual están elaborados dichos elementos.

2. Investigar el efecto que las fuerzas externas producen en los cuerpos sólidos obteniendo la relación entre las fuerzas aplicadas y las deformaciones y las fuerzas internas que de cada barra.

3. Comparar los resultados teóricos y medidos, utilizando las ecuaciones empleadas en el estudio de esfuerzo y deformación.

4. Aprender el funcionamiento correcto del amplificador de medición de canal múltiple FL 151.

2.- Materiales y Equipos

2.1 Amplificador de Medición de Canal Múltiple FL151

En el análisis experimental, las tensiones que se presentan en los componentes se determinan a través de la medición de deformaciones por medio de galgas extensométricas, dado que suministran sólo señales de medición analógicas de pequeña magnitud, estas señales se tienen que amplificar en amplificadores de medida.

A continuación se transforman en impulsos digitales y se indican como valores medidos. Estos valores se pueden analizar y procesar en el PC. FL 151 que es un amplificador de medida multicanal con el que se alimentan los circuitos en puente de galgas extensométricas y se tratan las señales de medición recibidas. El equipo se puede emplear con o sin PC. El amplificador de medida contiene 16 canales de entrada y, si se utilizan tres unidades de extensión para medición.

Los puntos de medición con galgas extensométricas se conectan, opcionalmente, a través de un conector hembra múltiple de 68 contactos o de 16 conectores hembra individuales (de 6 contactos) con sus correspondientes potenciómetros de ajuste. Una pantalla LCD de dos líneas muestra los números de canal y los valores medidos, con sus correspondientes unidades.

2.2 Juego de Práctica de Fuerzas en Estructuras Planas SE 110.21

Se utiliza conjuntamente con el bastidor universal de pruebas SE112. El equipo de pruebas permite el análisis experimental de la distribución de fuerzas en entramados.

El equipo de pruebas presenta las siguientes características:

• Estructura de diferentes entramados con un surtido de barras de longitudes adecuadas. Gracias a las longitudes fijas, no se pierde tiempo al ajustar las barras.

• Gracias a los cierres especiales rápidos y a los nodos, las barras se unen de forma rápida y simple.

• Máx. 12 barras en un nodo.

• Medición de esfuerzo de barra, en cada una de ellas, mediante la aplicación de galgas extensométricas.

• Dispositivo de carga con accionamiento de husillo, dinamómetro anular y aplicación de galgas extensométricas.

El amplificador de medida puede usarse tanto de manera autónoma, con un visualizador digital de valores de medición, así como en conjunción con un PC.

Barras necesarias:

• 1 x barra 1 (150 mm)

• 2 x barra 2 (259 mm)

• 3 x barra 3 (300 mm)

2.3 Regla milimétrica de 30 y 60 cm

2.4 Calibrador Vernier.

2.6. Huincha y Pesas de 1, 1.5, 2, 3 y 5 Newton.

3.- Diseño o Montaje del Equipo

3.1 GRÁFICA DEL MONTAJE DEL EXPERIMENTO

Se nos proporciono esta estructura ya armada:

3.2 EXPLICACIÓN DEL MONTAJE DEL EXPERIMENTO

El montaje de la armazón para este laboratorio ya estaba hecho al ingresar al salón, primero se tomó las medidas de las barras según los datos que con anterioridad usamos para desarrollar y obtener los esfuerzos teóricos y compararlos con los datos que obtendríamos en el laboratorio.

En este laboratorio se midió las fuerzas actuantes en cada barra causadas por dos diferentes pesos que cuelgan en la estructura y compararlos con los datos que se calcularon teóricamente usando los conocimientos de estática.

Se debe tomar en cuenta que el largo de las barras se mide desde el punto central de un nodo hasta el punto central de otro nodo. En realidad, el largo de las barras, entre los pernos de conexión, es 60 mm más corto.

• El tramado se monta sobre la superficie de una mesa.

• Se aprietan los pernos de conexión de los cierres rápidos con los dedos y empuje los cierres rápidos entre los orificios del disco de nodos.

• Luego, hacer encajar los pernos de conexión en el ángulo de la barra.

• Los ejes alargados de las barras deben pasar por el centro del disco de nodos.

Todos los clavijeros de conexión de las galgas extensométricas deben estar situados hacia un lado.

Para construir un entramado estable, cada barra debe sujetarse respectivamente a una clavija de tope del disco de nodos. De esta manera se conecta firmemente el disco de nodos a una barra.

• Colocar el entramado premontado en el bastidor.

• Montar el dispositivo de carga en Q de 20N y en R de 30N, con el soporte, en la parte inferior del travesaño.

4.- Fundamento Teórico

4.1 Fuerzas Internas

La rama denominada resistencia de materiales, establece las relaciones entre las cargas aplicadas y los efectos en el interior de los elementos estructurales partiendo de los principios de la mecánica.

Para estudiar los efectos de las cargas aplicadas, es necesario conocer la magnitud de las fuerzas internas. Las fuerzas internas son las que están en el interior de los elementos y son las que mantienen unidas todas las partes del cuerpo.

La forma de obtener las fuerzas internas representa de forma global el procedimiento típico del análisis estructural, importante tener siempre en cuenta para cualquier estudio de un sistema estructural. Primero se aísla el elemento o miembro de una disposición particular de elementos estructurales. Sobre este se indica todas las fuerzas aplicadas y reacciones que actúan sobre él. Esta indicación de fuerzas se

...