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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU
FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y MECANICA
“ENSAYOS MECANICOS PARA LA COMPOBRACION DE LA
RESISTENCIA DE MATERIALES”
Asignatura : Construcción de Vehículos II (CV02).
Profesor : Inciso Melgarejo, Daniel Fernando (C11169).
Alumno : Espinoza Huamán, Manuel Elías (0830046).
Choque Buleje Carlos Augusto (1011888).
Ciclo : Octavo
Periodo Lectivo : 2013 – III
LIMA – PERU
2014
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TABLA DE CONTENIDOS
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TEMAS/CAPITULOS №
PAGINA
INTRODUCCION 3
OBJETIVOS 4
CAPITULO I: ENSAYO DE TRACCION
Marco teórico 5
Descripción de equipos utilizados 7
Descripción del procedimiento 8
Datos obtenidos en el laboratorio 10
Cálculos y Resultados 10-11
CAPITULO II: ENSAYO DE FLEXION
Marco teórico 12
Descripción de equipos utilizados 12
Descripción del procedimiento 13
Datos obtenidos en el laboratorio 14
Curva deflexión vs. carga 14
CAPITULO III: ENSAYO DE IMPACTO
Marco teórico 15
Imágenes del equipo 16
CONCLUSIONES 17
RECOMENDACIONES 17
FUENTES DE INFORMACION 18
ANEXO 19-20
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INTRODUCCION
El presente informa trata de explicar los ensayos que se realizan para la
comprobar la resistencia del material así como sus propiedades
mecánicas.
Este tipo de pruebas son necesarias para seleccionar una adecuada
estructura, la cual será empleada en el bastidor de un vehículo el cual
adopta una un perfil del bastidor de tipo tubular.
A continuación el trabajo dará a conocer los objetivos que se plantea en
este laboratorio a realizar, los procedimientos y valores extraídos serán
mostrados para que se observe el comportamiento que posee los
materiales que hemos seleccionado para nuestro estudio, los ensayos se
han realizado bajo las normas de ASTM, SAE, AISI, AWS, ASME, entre
otros.
El informe esta compuesto principalmente de dos análisis ejecutados en
el laboratorio los cuales son el ensayo de tracción el de flexión, a su vez
se da a conocer otros ensayos como el de impacto el cual tiene relación
con algunas nociones de soldadura.
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OBJETIVOS
Comprobar la resistencia de las probetas dadas en las normas técnicas.
Obtener experiencia en la identificación y manipulación de equipos de
laboratorio.
Obtener la curva esfuerzo-deformación unitarios de ingeniería para los
materiales metálicos a trabajar.
Determinar la resistencia mecánica de los materiales a partir del ensayo
de tracción y flexión.
Comprender el funcionamiento del equipo encargado de realizar ensayos
de impacto.
Entender las nociones de soldadura proporcionadas por el instructor del
laboratorio.
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CAPITULO I
ENSAYO DE TRACCION
1.1. MARCO TEORICO.-
El ensayo de tracción es uno de los más importantes para
determinar las propiedades mecánicas de los materiales
.
El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilíndrica o
prismática de dimensiones normalizadas (estándar) a un esfuerzo
de tracción continuo (tendencia a estirar el material). Esta pieza se
llama probeta. Veamos algunas definiciones:
a) Límite de elasticidad o límite elástico (σE): La tensión a partir de
la cual las deformaciones dejan de ser reversibles, es decir, la
probeta no recuperará su forma inicial.
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b) Límite de rotura o tensión de rotura (σR): Máximo valor de la
tensión observable en un diagrama tensión-deformación. Esta
es la máxima tensión que soporta la probeta.
c) Módulo de Young (E): Constante que representa la relación
entre la tensión y la deformación en la zona proporcional.
También se le llama módulo de elasticidad.
d) Límite de proporcionalidad (σP): La tensión a partir de la cual
deja de cumplirse la relación proporcional entre tensión y
deformación y, por lo tanto, se deja de cumplir la ley de Hooke.
e) Límite de fluencia (σF): valor de la tensión que soporta la
probeta en el momento de producirse el fenómeno de la
fluencia.
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1.2. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPOS UTILIZADOS
Nombre de la Máquina: Máquina Universal Amsler.
Fabricado por: Alfred J, Amsler y Cia; Schaffhausen/Suiza
Rango de Medición: La escala de carga aplicada va de 500Kg hasta 5000Kg, entre cada intervalo de 100 kilogramos hay 10 subdivisiones más, para que la precisión sea mayor.
Motor de la máquina: transforma la energía eléctrica en energía mecánica.
Controlador de la carga
Vernier o pie de rey: Instrumento empleado para medir.
Escala: Centímetros o hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetros o hasta 1/20 milímetros).
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1.3. DESCRIPCION DEL PROCEDIMIENTO.-
1.3.1. Al empezar medimos con el vernier la longitud inicial de las
dos probetas, pasando luego también a las secciones
transversales de dichas probetas.
1.3.2. Luego, encender la maquina Amsler, colocamos el papel
milimetrado en el rodillo, donde la maquina nos grafica la
carga vs elongación, para esto adecuamos un lapicero en la
parte superior.
1.3.3. Siguiendo con la experimentación, antes de colocar las
probetas, primero ponemos dos mordazas para tener un
adecuada aplicación de cargas, una vez hecho esto
procedemos introducimos la probeta entre las dos mordazas.
Probeta 1
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Probeta 2
1.3.4. Luego iniciamos con el proceso de aplicación de cargas para
la probeta, esto se da a través de la conversión de energía
eléctrica en mecánica a través del motor de la máquina,
también con la intervención de la presión y el ascenso del
fluido.
1.3.5. Luego iniciamos con el proceso de aplicación de cargas para
la probeta, esto se da a través de la conversión de energía
eléctrica en mecánica a través del motor de la máquina,
también con la intervención de la presión y el ascenso del
fluido.
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1.3.6. Una vez que se llega alcanzar la carga máxima para cada
probeta, que hace que esta sufra una ruptura, sacamos la
muestra y procedemos a realizar sus medidas
correspondientes.
1.4. DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO
Probeta 1 (SAE - 1045)
CARGA 1220 KgLONGITUD INICIAL 25.4 mmDIAMETRO INICIAL 6.04 mmLONGITUD FINAL 29.09 mm
Probeta 2 (ASTM – A36)
CARGA 600 KgLONGITUD INICIAL 50.8 mmLONGITUD FINAL 59.34 mm
1.5. CÁLCULOS Y RESULTADOS
Probeta 1 (SAE - 1045)
% de elongación:
%ε= L f – LoLo
x 100
%ε= 14,528%
Probeta 2 (ASTM – A36)
% de elongación:
%ε= L f – LoLo
x 100
%ε= 16,811%
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CAPITULO II
2. ENSAYO DE FLEXION
2.1. MARCO TEORICO.-
El ensayo de flexión se usa para determinar las propiedades de los
materiales frágiles en tensión. Se pueden observar un módulo de
elasticidad y una resistencia a la flexión (Similar a la resistencia a
la tensión).El ensayo de flexión se basa en la aplicación de una
fuerza al centro de una barra soportada en cada extremo, para
determinar la resistencia del material hacia una carga estática o
aplicada lentamente. Normalmente se usa para materiales frágiles.
Resistencia a la flexión: Esfuerzo necesario para romper un
espécimen en un ensayo de flexión. También se le conoce como
modulo de ruptura.
2.2. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPOS UTILIZADOS
En la parte superior de la maquina Amsler se encuentra el otro dispositivo que nos permite realizar el ensayo de flexión en este caso para una barra circular.
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2.3. DESCRIPCION DEL PROCEDIMIENTO.-
2.3.1. Preparar el dispositivo colocando los respectivos apoyos.
2.3.2. Sobre ellos reposará la viga circular, la cual será sometida
cargas para observar su comportamiento de flexión.
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2.3.3. Previamente al sometimiento de cargas se debe tomar
medida de la distancia entre los apoyos a su vez durante el
ensayo anotar el valor de las deformaciones que se producen
en la barra circular.
2.4. DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO
De acuerdo a los valores de deflexión obtenidos durante el ensayo efectuando a una carga correspondiente. Se tiene la siguiente tabla:
2.5. GRAFICA CARGA – DEFLEXION
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Deflexión (mm) Carga (kg)
0 0
1.12 200
2.26 367.5
3.42 535
4.67 702.5
5.97 870
E
0 1 2 3 4 5 6 70
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Deflexion vs. Carga
Carga
Defle
xion
CAPITULO III
3. ENSAYO DE IMPACTO
3.1. MARCO TEORICO.-
Método para determinar el comportamiento del material sometido a
una carga de choque en flexión, tracción o torsión. La cantidad que
suele medirse es la energía absorbida al romperse la probeta en un
solo golpe, como en el ensayo de impacto Charpy, el ensayo de
impacto Izod y el ensayo de tensión por impacto. Los ensayos de
impacto tambien se realizan sometiendo las probetas a varios
golpes de intensidad creciente, como en el ensayo de impacto con
caída de bola y el ensayo de impacto con golpe repetido. La
resilencia al impacto y la dureza con rebote de proyectil se
determinan en ensayos de impacto no destructivos.
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3.2. NOCIONES DE SOLDADURA
Para la unión de dos planchas previamente se debe hacer un biselado para el llenado de soldadura. Para la selección adecuada de la soldadura se requiere hacer un ensayo de impacto. Se dice que estructuras unidas por soldadura, la zona de soldadura cuando es sometida a bajas temperaturas, estas zonas tendían a fallar siempre.
3.3. IMGENES DEL EQUIPO UTILIZADO
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CONCLUSIONES
PRIMERA: Concluimos que si analizamos únicamente la gráfica
podremos saber cuál es el material con mayor modulo de Young en
función a la pendiente que esté presente.
SEGUNDA: Concluimos pasado el límite de proporcionalidad el metal
presenta una región de fluencia.
TERCERA: estos ensayos nos permiten seleccionar materiales tubulares
para la concepción de un larguero que utilizaremos para el bastidor.
CUARTA: estos ensayos nos permiten definir la propiedad del bastidor:
rigidez que usaremos para el bastidor.
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RECOMENDACIONES
PRIMERA: Se recomienda que los materiales a ensayar no presenten
deformación alguna ya que esto afectaría en los calculo y produciría u
porcentaje de error.
SEGUNDA: Se recomienda estar preparado para el momento justo de la
determinación de la carga máxima ya que este se indica a través del
puntero que se encuentra en el indicador y por un lapso de tiempo.
FUENTES DE INFORMACION
- Resistencia de materiales. Autor: V.I. Feodosiev. Editorial Mir
MOSCU.
- Mecánica de materiales. Autor: R.C. Hibbeler. Editorial
Pearson.
- http://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm02/fcm2_2.html
- http://www.slideshare.net/Ferchonando/ensayo-de-traccion
- http://www.instron.com.es/wa/glossary/term.aspx?
PageID=1183
- http://www.slideshare.net/iadiegue/ensayo-de-flexin
- http://www.instron.com.ar/wa/glossary/Bend-Test.aspx
- http://www.utp.edu.co/~gcalle/Contenidos/Impacto.htm
- http://www.instron.com.ar/wa/glossary/Impact-Test.aspx
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