Ensayo de Flexión - Madera

1. OBJETIVOS

1. OBJETIVO GENERAL:

• Determinar el módulo de rotura de dos tablas de madera al ser sometidas a esfuerzos de flexión.

1. OBJETIVOS ESPECIFICOS:

• Reconocer y utilizar correctamente los materiales y equipos que se necesitan para realizar el ensayo de flexión.

• Determinar, a través del ensayo experimental, el módulo de Young o módulo de elasticidad  de las diferentes  maderas.

• Familiarizarse con las definiciones básicas de la resistencia de los materiales tales como: Momento flector, deflexión, diagrama de fuerza aplicada  versus deflexión, esfuerzo por flexión.

1. MATERIALES Y DATOS DISPONIBLES

Al inicio de la práctica, el docente colocó a nuestra disposición  las máquinas de ensayo de flexión y comprensión, en las cuales se realizaría la experiencia, para determinar el esfuerzo que se emplea para que una madera se deflexione.

Los materiales que se utilizaron durante la práctica fueron los siguientes:

• 1 tabla de 30 mm de grosor, 650 mm de largo y 100 mm de ancho
• [pic 1]1 tabla de 6 mm de grosor, 650 mm de largo y 30 mm de ancho
• Calibrador
• Deformímetro
• Máquina de comprensión eléctrica
• Máquina de ensayo de Flexión

        [pic 2][pic 3]

Figura 1. Máquina de comprensión eléctrica.

[pic 4]

Figura 2. Máquina de ensayo de flexión.

1. FUNDAMENTOS TEORICOS

3.1 FLEXION: Se denomina prueba de flexión al ensayo que permite conocer las características de un material cuando se somete a esfuerzos de flexión. El objetivo es determinar el módulo de elasticidad.

En las pruebas de flexión se emplean dos esquemas de carga de la muestra entre apoyos fijos:

1) La carga se aplica como una fuerza concentrada en el medio de la distancia entre los puntos de apoyo (Fig. 3)

2) La carga se aplica en dos puntos que se encuentran a una misma distancia de los puntos de apoyo (Fig. 4)

[pic 5]

                                                              Figura 3                             Figura 4

Aun cuando el segundo esquema de carga proporciona resultados más exactos al obtenerse  una flexión pura, el primer esquema es más sencillo y por esto logró mayor propagación.

En la probeta sometida a flexión se crea un estado de esfuerzos heterogéneo. La parte inferior se encuentra traccionada y la superior comprimida. Además debido a la variación del momento a lo largo de la muestra, los esfuerzos relacionados con el momento también varían.

Para la determinación del módulo de elasticidad echaremos mano a la fórmula de deflexión de una viga simplemente apoyada con la fuerza aplicada en el centro de la luz. Esta fórmula se determina a partir de las llamadas ecuaciones universales de la línea elástica de la viga

[pic 6]

La madera se emplea habitualmente como un material de ingeniería en la construcción y en la industria del mueble. Con su amplia gama de propiedades físicas y mecánicas, puede elegirse madera de diferentes especies de árboles para adaptarse a los requerimientos específicos de una aplicación. La resistencia de la madera está influenciada por factores como los tipos de carga, dirección y duración de la carga, temperatura y humedad. Normas como la ASTM D143, definen los métodos de ensayo para determinar las propiedades mecánicas, incluyendo la resistencia a la flexión, resistencia a la tracción y resistencia a la cizalla de la madera. Esto permite a los ingenieros elegir la que mejor se adapte a las necesidades.

Las diferentes normas pueden tener requisitos ligeramente diferentes y es un reto el intentar cumplir con las distintas normativas. Por ejemplo, ASTM D143, afirma que los soportes de apoyo inferiores del accesorio de flexión a tres puntos deben disponer de rodamientos y que la carga debe ser aplicada en el centro de la muestra por un bloque rígido superior. Sin embargo, ISO 3133 afirma que el apoyo y el accesorio de aplicación de la carga deben ser rodillos de un diámetro especificado.

Para asegurar que la primera rotura de la muestra surja de la tensión de tracción o compresión y no del esfuerzo cortante, muchas normas de ensayo de flexión de madera requieren que el accesorio disponga de una relación anchura-profundidad mínima de 14. Una configuración típica del ensayo sería utilizar o bien nuestra máquina electromecánica de la serie 3300 o 5500 configurada con la viga de base de la serie 2820 y un accesorio tres puntos para este ensayo. Además, un deflectómetro está disponible para medir las desviaciones de flexión con respecto al eje axial, según lo especificado por la norma ASTM D143.

La serie 2820 de accesorios de flexión de madera está diseñada siguiendo las normas internacionales comunes para la realización de ensayos de flexión sobre una gama de productos de madera. El diseño modular de esta serie de accesorios proporciona máxima flexibilidad ofreciendo una gama de platos opcionales y kits de conversión a cuatro puntos, para poder cumplir normas diferentes. Esto permite que los accesorios puedan configurarse para satisfacer una amplia gama de normas al mismo tiempo que compartan tantas partes comunes como sea posible.

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