ENSAYO DE COMPRESIÓN

1. OBJETIVOS

Esta práctica tiene como propósito:

Enseñar al estudiante los diferentes métodos para obtener y determinar las propiedades.

Determinar la resistencia a la compresión de un amanera directa. Capacitar al estudiante en el manejo y cuidado de los equipos utilizados.

2. EQUIPOS

Prensa o Máquina universal

Perforadora Diamantina

Máquina cortadora de roca

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Vernier

Horno eléctrico

Otros

3. FUNDAMENTO TEORICO

Esfuerzo de compresión

El esfuerzo de compresión es la resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección (Coeficiente de Poisson).

En general, cuando se somete un material a un conjunto de

fuerzas se produce tanto flexión,

como cizallamiento o torsión, todos estos esfuerzos

conllevan la aparición de tensiones tanto de tracción como

de compresión. Aunque en ingeniería se distingue entre el

esfuerzo de compresión (axial) y las tensiones de compresión.

En un prisma mecánico el esfuerzo de compresión puede ser simplemente la fuerza

resultante que actúa sobre una determinada sección transversal al eje baricéntrico de dicho

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prisma, lo que tiene el efecto de acortar la pieza en la dirección de eje baricéntrico. Las

piezas prismáticas sometidas a un esfuerzo de compresión considerable son susceptibles de

experimentar pandeo flexional, por lo que su correcto dimensionado requiere examinar

dicho tipo de no linealidad geométrica.

4. EXPOSICIÓN GENERAL

Ensayos de Compresión Simple

La forma es la siguiente:

a) Se realiza extracciones diamantinas a cada muestra con el fin de obtener dos probetas por cada muestra.

b) Se corta un lado de las probetas y se pone a secar en in horno a 105℃.c) Luego se mide el diámetro de la probeta y se aplica la siguiente regla:

L/D = 2

Donde:

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σ C=FA

σ C = Esfuerzo de compresión

F = Carga aplicada

D = Diámetro en cm

4. PROCEDIMIENTO

Existen varias limitaciones especiales del ensayo de compresión a las cuales se debe dirigir la atención:

1. La dificultad de aplicar una carga verdaderamente concéntrica o axial.2. El carácter relativamente inestable de este tipo de carga en contraste con la carga

tensiva. Existe siempre una tendencia al establecimiento de esfuerzos flexionantes y a que el efecto de las irregularidades de alineación accidentales dentro de la probeta se acentúa a medida que la carga prosigue.

3. La fricción entre los puntos de la máquina de ensayo o las placas de apoyo y las superficies de los extremos de la probeta debido a la expansión lateral de ésta. Esto puede alterar considerablemente los resultados que se obtendrían si tal condición de ensayo no estuviera presente.

4. Las áreas seccionales relativamente mayores de la probeta para ensayos de compresión para obtener un grado apropiado de la estabilidad de la pieza. Esto se traduce en la necesidad de una máquina de ensayo de capacidad relativamente grande o probetas tan pequeñas y, por lo tanto, tan cortas que resulta difícil obtener de ellas mediciones de deformación de precisión adecuada.

Se supone que se desean las características simples del material y no la acción de los miembros estructurales como columnas, de modo que la atención se limita aquí al bloque de compresión corto.

Requerimiento para probetas de compresión.

Para el esfuerzo uniforme de la probeta de compresión, una sección es preferible a otras formas. Sin embargo, la sección cuadrada o rectangular se usa frecuentemente y para piezas manufacturadas, tales como el azulejo, ordinariamente no resulta posible cortar probetas que se ajusten a ninguna forma particular.

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La selección de la relación entre la longitud y el diámetro de una probeta de compresión parece ser más o menos un compromiso entre varias condiciones indeseables. A medida que la longitud de la probeta se aumenta, se presenta una tendencia creciente hacia la flexión de la pieza, con la consiguiente distribución no uniforme del esfuerzo sobre una sección recta. Se sugiere una relación entre altura y diámetro de 10 como un límite superior práctico. A medida que la longitud de la probeta distribuye el efecto de la restricción friccional en los extremos se torna sumamente importante; asimismo, para longitudes menores de aproximadamente 1.5 veces del diámetro, los planos diagonales a lo largo de los cuales la falla se verificaría en una probeta más larga intersectan la base, con el resultado de que la resistencia aparente se aumenta. Comúnmente se emplea una relación entre longitud y diámetro de 2 o más, aunque la relación entre altura y diámetro varíe para materiales diferentes.

El tamaño real depende del tipo de material, del tipo de mediciones a realizar, y del aparato de ensaye disponible. Para materiales homogéneos para los cuales se requiere solamente la resistencia última, pueden usarse probetas pequeñas. El tamaño de las probetas de materiales heterogéneos debe ajustarse al tamaño de las partículas componentes o agregados.

Los extremos a los cuales se aplica la carga deben ser planos y perpendiculares al eje de la probeta o, de hecho, convertidos así mediante el uso de cabeceo y dispositivos de montaje.

Los tramos de calibración para mediciones de deformación deben preferiblemente ser más cortos que el largo de la probeta cuando menos el diámetro de la probeta. Los requerimientos generales en lo relativo a la selección y preparación de las probetas se han tratado.

PROBETAS ESTÁNDAR

Las probetas para ensayos de compresión de materiales metálicos recomendados por la ASTM (ASTM E 9) se muestran en las figuras adjuntas. Las probetas cortas son para usarse con metales antifricción, las de longitud mediana para uso general y las largas para ensayos que determinen el módulo de elasticidad. Las probetas para ensayos de compresión de lámina metálica deben cargarse en una plantilla que provee apoyo lateral contra el pandeo sin interferir con las deformaciones axiales de la probeta. Los detalles de esas plantillas y las probetas correspondientes están cubiertos por la ASTM (ASTM E 9)

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TOMA DE DATOS

RESISTENCIA (KN) VS RESISTENCIA VERTICAL

Características

MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3

1 2 3 Prom.

1 2 3 Prom.

1 2 3 Prom.

Diámetro 4,65 4,04 4,95 4.88 4,98 4,93 4,96

4,956

4,96 4,97 4,95 4,96

Altura 9,82 9,78 9,65 9,75 10,03

10,02

9,91

9,987

9,965

9,915

9,975

9,951

Carga Aplicada

118,1

118,1

118,1

118,1

36,5 36,5 36,5

36,5 155,1

155,1

155,1

155,1

Compresión 59,9 59,9 59,9 59,9 18,9 18,9 18,9

18,9 80,3 80,3 80,3 80,3

RESULTADOS DE ENSAYO

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DESPLAZAMIENTO VERTICAL (0.01)

RESISTENCIA EN KNMUESTRA1 MUESTRA2 MUESTRA3

0 0 0 010 8,3 3,9 19,120 13,9 6,9 21,930 22,6 9,9 29,940 28 13,8 38,750 35 17,8 46,560 44,7 20,2 60,270 58,2 25 73,480 83,8 26,7 85,690 89 32,8 89,4

100 89 36,5 98,3110 144,2 36,5 98,3120 118,1 103,2130 112,5140 117,6

Muestra 1

Area (mm2) 1870,37Carga (kN) 118,1Esfuerzo

(MPa)59,9

CARGA MAXIMA

ESFUERZO MAXIMO

MUESTRA ESFUERZO (MPa)

ESFUERZO PROMEDIO

1 59.9 53.03

2 18.9

3 80.3

DIAGRAMA ESFUERZO - DEFORMACION

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Muestra 2

Area (mm2) 1929,1Carga (kN) 36,5Esfuerzo

(MPa)18,9

Muestra 3

Area (mm2) 1932,2Carga (kN) 155,1Esfuerzo

(MPa)80,3

MUESTRA CARGA (KN) CARGA PROMEDIO

1 118.1 103.23

2 36.5

3 155.1

CONCLUSIONES:

La resistencia en compresión de todos los materiales siempre es mayor

o igual que en tracción.

El fin del ensayo de compresión puede ser determinar las propiedades de un material o el comportamiento de un componente o sistema completo frente a una solicitación externa.

Las probetas se preparan mediante la mezcla controlada del cemento, junto con los áridos y el agua en composición, cantidades y con un procedimiento muy detallado.

En función del tipo de material, su proceso de fabricación, aplicación y condiciones de trabajo, existe una normativa concreta.

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E=2,19x 105 kgcm3

V=0,19

El ensayo de compresión entre bloques es más conveniente para

obtener información sobre el comportamiento del material en procesos de conformado.

En ingeniería, el ensayo de compresión es un ensayo técnico para determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría de los casos se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarse sobre cualquier material.

El esfuerzo de compresión es la resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen o un acortamiento en determinada dirección.

RECOMENDACIONES:

Para que el ensayo se realice de forma precisa y repetitiva, se necesita una máquina de ensayo que garantice que tanto las mediciones como el control, como su comportamiento son por lo menos como lo requiere la norma.

es necesario disponer de un software de ensayo de materiales capaz de permitir al usuario configurar el ensayo, realizar los cálculos acorde a la normativa en cuestión, representar gráficas y analizar valores.

Es importante que antes de usar la maquina universal para los cálculos del ensayo de protección se revise si está en buen

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estado para no tener errores en los cálculos al final del ensayo.

Es importante tener en cuenta el encendido y apagado de la maquina universal para que esta no se deteriore.

La probeta que va a estar sometida al ensayo de compresión es importante que se encuentre en buenas condiciones sin porosidad en su interior ni malformaciones en su exterior.

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