Ensayo De Flexion

ENSAYO DE FLEXION

RESUMEN

En esta experiencia buscamos analizar las características de fractura por flexión en los materiales dúctiles y frágiles, tomando una probeta de sección circular, una de sección cuadrada y también un bloque de madera aplicándole una fuerza en el centro de su eje longitudinal produciéndose así una deformación de este eje. La cual se puede medir con un extensómetro. Para el análisis de los resultados obtenidos buscamos la relación entre la carga y la deflexión para las probetas ensayadas, así mismo la correlación entre longitud y deflexión.

Palabras claves: Flexión, dúctil, frágil, deformación, carga, longitud

INTRODUCCION

Si las fuerzas sobre un material tienden a inducir esfuerzos de compresión sobre una parte de la sección de la pieza y esfuerzos de tensión sobre la otra, la pieza se encuentra a flexión. La utilización de este tipo de ensayos, se deja casi únicamente para vigas, ya que es uno de los puntos en que más se utiliza en la construcción. En las estructuras y máquinas en servicio, la flexión puede ir acompañada del esfuerzo directo, el corte transversal o por torsión. Pero en los ensayos se analizan independientemente las de los esfuerzos restantes. A lo largo de las vigas a las cuales se aplican los esfuerzos, existe un eje, que divide los esfuerzos de tensión y compresión, ésta es la superficie neutra de la viga. Sobre el lado que se da la compresión, las fibras se acortan, sobre las que están a tensión se alargan.

Este ensayo consiste básicamente en el estudio de vigas con dos apoyos, de esta práctica se estudia la deflexión máxima que produce determinada carga en diferentes materiales, durante la realización de la práctica de Flexión se intercambian las cargas aplicadas y las distancias entre apoyos pero se conserva la simetría de los apoyos con respecto al centro de gravedad de la viga.

A continuación se ilustra el montaje de la práctica de flexión en metales.

[1] Deformación elástica de barras por flexión o torsión

[2] Ensayos de flexión con sistemas estáticamente determinados e indeterminados

[3] Ensayos de torsión con sistemas estáticamente determinados [4] Los apoyos del ensayo de flexión permiten opcionalmente el empotramiento o el apoyo articulado

[5] 2 soportes desplazables con mandril de sujeción para ensayos de torsión y apoyos para ensayos de flexión

[6] Juego de pesas para generar el momento flector y de torsión

[7] Reloj de comparación con soporte

[8] Sistema para almacenar las piezas

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Determinar el módulo de elasticidad de los materiales ensayados.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Observar las características que posee un material al fracturarse por medio del ensayo a flexión.

Determinar la relación que existe entre deflexión y longitud para un material.

conocer el funcionamiento y manejo de la maquina.

utilizar adecuadamente el extensómetro y el vernier

determinar la relación existente entre la carga y la deflexión para un material.

MARCO TEÓRICO

La flexión o deflexión en los materiales por lo general ocurre en forma paralela a la carga

Aplicada, por lo general cuando la deflexión es paralela, igual que la aplicación de la carga, se dice que el elemento trabaja ya sea a tensión o a compresión, por otra parte el caso que nos ocupa en esta oportunidad es lo que ocurre en los elementos que sufren deformación en la dirección opuesta a su longitud a estos elementos se les conoce como vigas precisamente por cumplir con esta característica.

Para las condiciones del ensayo (viga simplemente apoyada con carga puntual en el centro del claro) es aplicable la siguiente relación para calcular la deflexión en el centro de la viga:

y=δ=(FL^3)/48EI

Donde

F: fuerza aplicada

L: distancia entre apoyos (m)

E: Modulo de elasticidad (N/m^2)

I: Momento de inercia (m^4)

I=(πD^4)/64

I=(bh^3)/12

El esfuerzo por la flexión máximo producido en la sección transversal del punto medio es de la viga esta dado por relación:

σ=Mc/I

Donde:

M: momento flector en el centro de la viga (N.m)

c : Distancia de la fibra mas alejada de la sección transversal de la viga al eje neutro (m).

MATERIALES Y EQUIPOS

Máquina para ensayos de flexión

Extensómetro

Vernier

Probetas.

PROCEDIMIENTO

Parte A: Observación de la relación entre carga y deflexión.

Medir las dimensiones de la probeta.

Colocar la probeta en los apoyos con un claro de 600 mm.

Colocar el dispositivo de carga en el centro del claro.

Montar el extensómetro y el calibrarlo.

Aplicar la carga de desde cero (0) hasta 20N con incremento de 5N.

Leer las deflexiones correspondientes a cada carga y registrarlas en la tabla.

Repetir el procedimiento para los otros materiales.

Parte B: Observación de la relación entre deflexión y longitud del claro de la vida

Disminuir la distancia entre apoyos de la viga de 500mm.

Aplicar una carga de 10N, leer y tabular la deflexión resultante para todos los materiales.

Disminuir la distancia entre apoyos de la viga de 400 y 300 mm y repetir experiencia.

Para la varilla de latón (ASTM 36)

X (mm) Fuerza (N) y(in) y (mm)

100 5

10

15

20 0,011

0,0214

0,032

0,043 0,28

0,54

0,81

1,09

200 5

10

15

20 0,0183

0,037

0,055

0,073 0,46

0,94

1,4

1,85

300 5

10

15

20 0,0219

0,0438

0,065

0,0872 0,56

1,11

1,65

2,21

400 5

10

15

20 0,0183

0,037

0,055

0,073 0,46

0,94

1,4

1,85

500 5

10

15

20 0,011

0,0214

0,032

0,043 0,28

0,54

0,81

1,09

Resultados para la platina de acero

X(mm) Fuerza (N) y (in) y (mm)

100 5

10

15

20 0,0038

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