laboratorio de compresion de maderas pdf

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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERIA

ENSAYO DE COMPRESIÓN DE MADERAS

1. OBJETIVO Estudiar el comportamiento de la madera bajo la acción de fuerzas axiales de compresión. 2. DEFINICIONES El ensayo de compresión de la madera consiste en someter a una probeta normalizada a cargas de compresión hasta que falle, ya sea, por la aplicación de dicha carga, paralela a las fibras o perpendicular a las fibras. La madera es un material no isotrópico, o sea que las características no son las mismas en todas las direcciones, teniendo un comportamiento distinto si las fuerzas axiales aplicadas son paralelas o perpendiculares a la fibra. Para las maderas el límite elástico es relativamente bajo y la deformación permanente es muy considerable antes de la falla. El ensayo de compresión de las maderas se realiza en dos etapas:

Compresión de la madera paralela a las fibras. Compresión de la madera perpendicular a las fibras.

2.1 Carga paralela a las fibras. Es la carga aplicada en la dirección paralela a las

fibras.

P

P




2.2 Carga perpendicular a las fibras. Es la carga aplicada en la dirección

perpendicular a las fibras.

2.3 Esfuerzo en el límite proporcional. Valor máximo de esfuerzo hasta donde el

material recupera su forma original.

A

C PARLPPARLP

)()(

SC PERLP

PERLP)(

)(

2.4 Resistencia máxima de rotura. Valor del esfuerzo para el que se presenta la falla

en la madera (resistencia última a la tracción).

A

C PARMAXPARMAX

)()(

SC PERMAX

PERMAX)(

)(

Donde:

C = Carga en Newton (N) A = Área resistente en metros cuadrados (m2) para ensayo paralelo a la fibra S = Área resistente en metros cuadrados (m2) para ensayo perpendicular a la

fibra 2.5 Módulo de elasticidad. Es un valor difícil de determinar con precisión. Se toma de

la gráfica (σ vs. Є) donde la gráfica es lineal.

LP

PARLPm

LA

CE

0)( *

LP

LPmE

P

P




2.6 Propiedades de la madera. Entre las principales propiedades de la madera se

encuentran: Anisotropía. Propiedades que tiene la madera de no poseer las mismas propiedades en todas las direcciones. Humedad. Presencia de agua en la madera. Es la propiedad de mayor influencia; existe bajo tres formas; agua de constitución, agua de saturación, agua contenida en los vasos y tejido leñoso. El contenido de humedad se determina mediante la expresión:

f

fo

WWW

Ch)(

Donde: Ch = Contenido de humedad. Wo = Peso de la probeta antes de introducirse al horno en gramos fuerza (gf). Wf = Peso de la probeta después de introducirse al hornoen gramos fuerza

(gf). Térmicas. La madera es mala conductora de calor. Eléctricas. La madera es buen aislante, su resistencia disminuye con la humedad. Endebilidad. Propiedad que tienen las maderas de dejarse romper a lo largo de las fibras por separación de éstas mediante un esfuerzo de tensión transversal.

3. EQUIPOS Y MATERIALES

Máquina Universal. Ensayo perpendicular a la fibra escala 0: 10 TON. Ensayo paralelo a la fibra escala 0:20 TON.

Calibrador. Para tomar las dimensiones de la probeta y la platina. Flexómetro. Deformímetro. Platina metálica. Dimensiones 5 cm x 5 cm. Probeta. Probetas normalizadas según normas DIN. Balanza Horno




Dimensiones de la probeta en el ensayo paralelo a las fibras. Dimensiones de la probeta en el ensayo perpendicular a las fibras. 4. DATOS INICIALES Tomar las medidas de la sección transversal y el largo de cada una de las probetas, y de la platina metálica. 5. LECTURAS

Lecturas de carga en kilogramos fuerza ( kgf ). Lecturas de deformación en diezmilésimas de pulgada (pulgadasx10-4).

6. PROCEDIMIENTO

Medir las dimensiones de cada una de las probetas y la platina. Colocar debidamente la probeta en la máquina universal (para el ensayo

perpendicular a la fibra la probeta se coloca acostada sobre la placa base). Graduar la velocidad de la máquina universal. Al terminar el ensayo constatar el tipo y la forma de la falla. Tomar los pesos antes y después del proceso de secado de la probeta.

7. DATOS FINALES Analizar el tipo de esfuerzo y observar la forma de la falla presentada en ambas experiencias.

5 cm

5 cm 20 cm

5 cm

15 cm 5 cm




Ensayo paralelo a las fibras FORMA DE LA FALLA

Ensayo perpendicular a las fibras FORMA DE LA FALLA

APLASTAMIENTO 8. CÁLCULOS

Con los datos tomados, realizar la gráfica esfuerzo vs. deformación unitaria (σ vs Є). Marcar los puntos característicos.

Determinar el esfuerzo en el límite proporcional (σlp). Determinar el esfuerzo de fluencia (σfl) utilizando el método 0.2%. Determinar la resistencia máxima a la rotura (σul) o resistencia última a la

tracción. Determinar el módulo de elasticidad (Paralelo a la fibra). Determinar el tipo de esfuerzo y la forma de la falla. Hallar la densidad de la madera empleada para el ensayo. Determinar el contenido de humedad.

P

P

TIPO DE ESFUERZO:NORMAL

HENDEDURA CUÑA APLASTAMIENTO CIZALLAMIENTO

TIPO DE ESFUERZO ESFUERZO CORTANTE




9. PREGUNTAS.

Explique la importancia de la humedad en la resistencia de compresión de las maderas.

Dependiendo de la orientación de las fibras, cuando la resistencia a la

compresión de las maderas es mayor. ¿Por qué?

¿Qué normas nacionales e internacionales se aplican al ensayo de compresión de maderas?

10. LECTURAS RECOMENDADAS

Referencia bibliográfica No. 1 Referencia bibliográfica No. 2 Referencia bibliográfica No. 4 Referencia bibliográfica No. 6; pág. 837 - 849

11. CONCLUSIONES





LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

ENSAYO DE COMPRESION DE MADERAS

DATOS INICIALES

REFERENTES AL ENSAYO

FECHA: TIPO DE ENSAYO:

MAQUINA UTILIZADA:

EJECUTOR:

LECTORES:

ESCALA:

INTERVALO DE CARGA:

REFERENTES A LA PROBETA

MATERIAL: DIBUJO DE LA PROBETA

NOMBRE CIENTIFICO:

NOMBRE VULGAR:

FAMILIA

DIMENSIONES DE LA PROBETA:







TABLA DE LECTURAS

CARGA

kgF

DEFORMAC.

Pulgx10-4

CARGA

kgF

DEFORMAC.

Pulgx10-4







DATOS FINALES

TIEMPO:

TIPO DE ESFUERZO

CONDICIONES DE SECADO: FORMA DE LA FALLA

Temperatura:

Tiempo:

PESO:

Antes del secado:

Después del secado:







TABLA DE RESULTADOS

σ MPa

Є mm/mm

σ MPa

Є mm/mm







VALORES CARACTERISTICOS

ESFUERZO LIMITE PROPORCIONAL

σLP=

ESFUERZO DE FLUENCIA

σFL=

ESFUERZO ÚLTIMO

σUL=

MÓDULO DE ELASTICIDAD

E=

DENSIDAD

ρ=

PORCENTAJE DE HUMEDAD

%H=

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