MORELIA, MICHOACÁN. Jueves 28 de mayo de 2015.

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MORELIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

MECÁNICA EXPERIMENTAL DE ESFUERZOS

REPORTE 3 MEDICIÓN DE ESFUERZOS EN UN ELEMENTO ESTRUCTURAL

PRESENTA: Daniel Pereznegron Nateras Jaime Barrera Ifarraguerri

Mario Alberto Ayala Madrigal Marco Antonio Martínez Cervantes

Angel Martín Castañeda López Felipe de Jesús Pahuamba Valdez

PROFESOR:

M.I. José Nicolás Ponciano Guzmán

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MORELIA

ÍNDICE

Contenido Pagina

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 1

MARCO TEÓRICO ............................................................................................................ 1

OBJETIVOS ...................................................................................................................... 5

DESARROLLO .................................................................................................................. 5

RESULTADOS .................................................................................................................. 6

CONCLUSIÓN ................................................................................................................... 6

REFERENCIA.................................................................................................................... 7

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INTRODUCCIÓN En el siguiente trabajo se muestra la medición de esfuerzos por medio de Rosetas en un elemento estructural al que se aplicó una fuerza de 25 N en un extremo. Cabe mencionar que el perfil de brazo del elemento es un PTR Estructural al cual se le soldó una Roseta para poder tomar las mediciones de interés. Se tomaron los resultados experimentales gracias al medidor de deformaciones y lo que se realizo es comprobar las mediciones teóricas, experimentales y en CAE. MARCO TEÓRICO

Una roseta de deformación es un arreglo de tres galgas extensiométricas utilizado para medir el estado de deformaciones de un material en el plano, lo cual implica medir la deformación normal

en x , la deformación normal en y y la

deformación cortante en el plano . Debido a que una galga sólo puede medir la deformación normal, a veces resulta más conveniente utilizar una roseta de deformación.

Las deformaciones unitarias son medidas únicamente en el plano en el que se encuentran las galga extensiométrica y como el cuerpo no tienen esfuerzos en su superficie, los medidores

pueden estar sometidos a esfuerzo plano, pero no a deformación plana. La línea que es normal a la superficie libre es un eje principal de deformación, por lo que la deformación unitaria normal principal, sobre todo ese eje no puede ser medida por la roseta de deformación. Esta deformación unitaria hace que haya un desplazamiento en el plano, sin embargo no afecta las medidas obtenidas. Aunque pueden crearse infinidad de combinaciones para el arreglo de galgas, existen dos que son las más utilizadas: la roseta rectangular y la roseta delta.

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Para estados biaxiales de

esfuerzos (muy común en el uso

de Galgas Extensiométricas), una

roseta de dos o tres elementos

puede ser utilizada para

determinar los esfuerzos

principales que allí se presenten.

Configuración Galgas

Cuando

se

conocen las direcciones de los esfuerzos principales, se

puede utilizar una roseta de dos elementos ubicados a 90°,

empleada con las direcciones de los ejes alineados con los

esfuerzos principales. Las direcciones de los esfuerzos

principales se pueden determinar con bastante precisión.

Por ejemplo, según la forma del objeto al que se le van a medir los esfuerzos y el

modo en que éste está cargado, puede dar una idea de la ubicación de dichos

esfuerzos por la simetría del problema.

Roseta rectangular

Una roseta se dice que es rectangular cuando sus galgas están arregladas con una

diferencia de 45° entre sí, por lo que una roseta se encontrará en posición horizontal,

una en posición vertical y otra a un ángulo de 45°.

Con este arreglo de galgas, las deformaciones son las siguientes:

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Roseta Delta

Se dice roseta delta, también llamada

como roseta equiangular a aquella

que tiene sus galgas posicionadas

con una diferencia de 60° entre sí, por

lo que habrá una en posición horizontal, otra a 60° y, por último, una a 120°. Esta

roseta forma un triángulo equilátero.

Con este arreglo de roseta las deformaciones en los ejes son las siguientes:

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Para expresar los esfuerzos principales directamente en términos de las tres

medidas de los esfuerzos y las propiedades de los materiales.

Resultando así:

Rectangular

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Delta

OBJETIVOS Aprender a medir los esfuerzos en un elemento estructural con Perfil de PTR, conocer cómo se interpretan las lecturas que nos proporciona el medidor de deformaciones cuando se carga nuestro brazo con una fuerza P de 25 N. Comparar los resultados teóricos, experimentales y los resultados de CAE. Ver como se distribuyen los esfuerzos en el elemento por medio del análisis de Simulación. DESARROLLO

Las Galgas ya se encuentran pegadas dentro del elemento al cual se le van a medir los esfuerzos, para esto solo tenemos que tener cuidado de no dañar la Galga para poder empezar a medir. Una vez que se verifica que todo esté en orden y que la Galga se encuentre un buen estado se procede a conectar los cables de la galga al medidor de deformaciones.

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Enseguida se calibra el medidor de deformaciones y se le mete un gage factor que ya viene especificado en cada una de las galgas donde nos interesa la medición. Una vez hecho esto procedemos a cargar nuestro elemento con una fuerza P de 25 N en un extremo de este. Se toman las deformaciones en cada una de las galgas en las cuales requerimos medir las deformaciones. Se anotan los resultados y se le toman medidas al elemento para poder empezar los análisis tanto teórico como en CAE y comparar que tanto se alejan de la realidad o que tanto error hay en cada una de las mediciones.

RESULTADOS

Elem. Teórico CAE Experimental

Brazo

11.603Mpa 26.8Mpa 160 Mpa

CONCLUSIÓN

En esta práctica se aprendió a realizar mediciones de deformaciones en un elemento estructural con un perfil de PTR, cabe mencionar que los resultados varían mucho gracias a que de forma experimental no se consideraron varios factores como los soportes que tiene el brazo para sujetarse, además que se encuentra muy mal soldado y muy colgado (deforme). Al solo contar con una galga se eligió colocarlo para medir el esfuerzo circunferencial por lo que se analizará de manera teórica este esfuerzo ya que es el más alto de los dos.

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REFERENCIA [1] http://www.imac.unavarra.es/web_imac/pages/docencia/asignaturas/DyCDM/DyCDM_Cap7.pdf