Esfuerzo Cortante

SEP SES

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LEÓN

INGENIERÍA MECÁTRONICA

LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DE MATERIALES

Prof. Francisco Alejandro Ramírez Díaz

Alumno Miguel Dario Carranco Lozada

Semestre (5°)

Grupo 7:10-8:40 Periodo. Agos-Dic.

Equipo_______ Horario(día:)m,j,v(hora:) 7:10-8:40

No Nombre de la Práctica Cal.

1 Uso de la Maquina Universal

2 Deformación

3 Flexión

PROMEDIO

PRÁCTICA No.1 EQUIPO: 5

GRUPO: 7:10 FECHA: 19/11/2013

NOMBRE DE LA PRÁCTICA

El Uso de la Maquina Universal

OBJETIVO

Realizar una prueba de tensión en la maquina universal para calcular la fuerza que se requiere para el esfuerzo máximo del material y de igual forma compararlo con los cálculos.

INTRODUCCIÓN

Los conceptos fundamentales en mecánica de materiales son el esfuerzo y la deformación unitaria.

Estos conceptos fueron representados en una forma elemental la cual se considero un alambre prismático, el cual tiene la misma sección transversal en toda su longitud y una fuerza axial que se le aplico con la maquina universal, a lo

largo del eje del elemento. A este alambre se aplico la fuerza para que estuviera a tensión.

El esfuerzo tiene unidades de fuerza por unidad de área y se denota por la letra griega (σ) sigma. Por lo regular el esfuerzo actúa sobre toda el área y la resultante de estos esfuerzos debe ser igual a la magnitud del esfuerzo por el área de la sección transversal del alambre es decir P= σ.A y de ahí se obtiene la expresión de magnitud de los esfuerzos

σ=P/A

PRÁCTICA No.1 EQUIPO: 5

GRUPO 7:10 FECHA: 18/11/2013

Esta ecuación expresa la intensidad de un esfuerzo uniforme en un alambra en este caso prismático con sección transversal arbitraria cargada axialmente.

Cuando la barra es estirada por las fuerzas P, los esfuerzos son esfuerzos de tensión;

MARCO TEÓRICO

1. ¿Cual es la longitud normalizada para una prueba de tensión?

.

La muestra para tensión estándar de la ASTM tiene un diámetro de 0.505 in y una longitud calibrada de 2.0 in entre las marcas de calibración, que son los puntos donde los brazos del extensómetro están conectados a la muestra

PRÁCTICA No.1 EQUIPO: 5

GRUPO 7:10 FECHA: 18/11/2013

2. Cuando es una barra solida y alambre, basado en ASTM 8. ¿Cómo puedo calcular el modulo de elasticidad?

Cuando un material se comporta elásticamente y también presenta una relación lineal entre el esfuerzo y la deformación unitaria se dice que es linealmente elástico.

La relación lineal entre el esfuerzo y la deformación unitaria para una barra

en tensión o compresión simple se expresa por la ecuación σ= E€ en donde σ es el esfuerzo axial, es la deformación unitaria axial y E es una constante de proporcionalidad conocida como módulo de elasticidad del material. El modulo de elasticidad es la pendiente del diagrama esfuerzo deformación unitaria en la región linealmente elástica. Como la deformación unitaria es adimensional, las unidades de E son las mismas que las del esfuerzo. Las unidades típicas de E son psi o ksi en unidades inglesas y pascales (o sus múltiplos) en unidades SI.

3. ¿Cómo determinar el modulo de rigidez a partir de una prueba de tensión?

G es el módulo de elasticidad en cortante (también denominado modulo de rigidez). En este caso para poder calcular el modulo de rigidez se sabe que G debe ser un tercio a un medio de E.

E se calcula con lo explicado anteriormente.

4. ¿Como determinar la Relación de Poisson?

Cuando una barra prismática se somete a tensión, la elongación axial va acompañada de una contracción lateral (es decir, contracción normal a la dirección de la carga aplicada).

La contracción lateral se observa con facilidad estirando una banda de caucho, pero en los metales los cambios en las dimensiones laterales (en la región linealmente elástica) usualmente son demasiado pequeños para observarlos a

PRÁCTICA No.1 EQUIPO: 5

GRUPO 7:10 FECHA: 18/11/2013

Simple vista. Sin embargo, se pueden detectar mediante dispositivos sensitivos de medición.

La deformación unitaria lateral en cualquier punto en una barra es proporcional a la deformación unitaria axial en el mismo punto si el material es linealmente elástico. La relación de esas deformaciones unitarias es una propiedad del material conocida como relación de Poissón.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

Para comenzar con la practica primero se tuvo que hacer un reacomodo con la maquina universal, ya que cuando se comenzaba a realizar la grafica empezaba desfasada. La parte de la maquina donde se muestra la grafica se puede observar en la fig. 1 y 2.

Fig. 1 y 2 Parte de engranajes de la maquina universal y hoja donde se realiza la grafica de esfuerzo-deformación.

PRÁCTICA No.1 EQUIPO: 5

GRUPO 7:10 FECHA: 18/11/2013

Una vez que se reacomodo la maquina el siguiente paso sería sujetar el alambre en la maquina universal, pero para esto se debería de calcular la presión que se ejercería. El esfuerzo del alambre sabíamos que era de 50kg/mm^2 y su área la calculamos primero el diámetro con un micrómetro, su diámetro fue de 1.94mm, por consiguiente al calcular su área (A= (pi.d^2)/4): A=((3.1416)(1.94^2)/4) (A = 2.95mm^2) tal y como se muestra en la siguiente figura.

Fig. 3 Medición del alambre.

Al sustituir en la formula σ=P/A y despejar nos quedaba la ecuación de esta forma: P= σ.A, sustituyendo nos quedaba P=(50kg/mm^2)(2.95mm^2)=147.5kg.

Aproximadamente ese sería la máxima presión que se ejercería antes de que el cable se fracturara.

Para el siguiente paso fue colocar el alambre en la maquina universal, se enrollo de extremo a extremo en los rodillos de la

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