GUÍA DEL Ensayo DE TorsióN SeccióN Llena PDF

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ESCUELA'SUPERIOR'POLITÉCNICA'DE'CHIMBORAZO'

FACULTAD: MECÁNICA CARRERA: ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA

GUÍA DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

PRÁCTICA No. 06 - ENSAYO DE TORSIÓN (SECCIÓN LLENA) 1. DATOS GENERALES: NOMBRE:

CÓDIGO:

……………………………………

………………………………….

GRUPO No.: …

FECHA DE REALIZACIÓN: dd/mm/aa

FECHA DE ENTREGA: dd/mm/aa

2. OBJETIVO: 2.1 GENERAL ü Realizar el ensayo de torsión en una probeta sección llena (varilla corrugada) siguiendo el método establecido en la norma ASTM E 0143-02 “Test method for shear Modulus at room temperature” para determinar el módulo corte. 2.2 ESPECÍFICOS. ü ü ü ü ü ü

Preparar una probeta adecuada para el ensayo de torsión (sección llena). Realizar la gráfica esfuerzo cortante vs ángulo de deformación unitaria. Realizar la gráfica torque vs ángulo de deformación. Calcular el módulo de corte a partir de la gráfica torque vs ángulo de deformación. Determinar a partir de la gráfica esfuerzo cortante vs ángulo de deformación unitaria los esfuerzos característicos del material. Observar el tipo de fractura y determinar el carácter del material (dúctil o frágil).

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3. INSTRUCCIONES Para realizar el ensayo de torsión sección llena se siguió este procedimiento: 1. Revisar antes de ingresar al laboratorio la norma, la guía, los conceptos básicos que pertenecen al ensayo y la hoja de control. 2. Colocarse los equipos de protección personal (EPP) requeridos para el ingreso al laboratorio casco, mandil y calzado adecuado. 3. Tomar las dimensiones de la probeta y verificar que cumpla con los parámetros dimensionales y geométricos que establece la norma para la validez del ensayo. 4. Energizar el tablero de control y la máquina. 5. Encender el tablero de control. 6. Hacer una marca longitudinal en la probeta. 7. Sujetar la probeta en las mordazas del cabezal fijo y móvil. 8. Calibrar la longitud libre entre mordazas 9. Ajustar la mordaza del cabezal fijo con la fuerza necesaria para que no ocurra deslizamiento. 10. Verificar la alineación de la probeta (completamente horizontal). 11. Setear los parámetros (diámetro, longitud, velocidad de giro, tipo de sección) de ensayo en el HMI de la máquina de torsión. 12. Iniciar la toma de datos y setear el sentido de giro. 13. Tomar los datos de torque y deformación angular simultáneamente a medida que se va realizando el ensayo. 14. El ensayo concluye cuando se produce la falla en la probeta. 15. Presionar el botón de neutro para detener el ensayo así como también la toma de datos. 16. Desmontar la probeta 17. Descargar los datos del ensayo conectando la computadora al PLC. 18. Una vez descargado los datos borrarlos. 19. Apagar los equipos y limpiar el espacio de trabajo. 20. Realizar los cálculos que permita desarrollar los objetivos específicos establecidos. 4. ACTIVIDADES POR DESARROLLAR: 4.1. EQUIPOS

Fig 1. Máquina de torsión.

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Partes 1.-………………………………… 2.-………………………………… 3.-………………………………… 4.2. HERRAMIENTAS

Fig 2. Calibrador

Fig 3. Flexómetro

Fig 4. Llave hexagonal

Fig 5. Tiza o rayador

Fig 6. Cronómetro

5. MARCO TEORICO Justificar la necesidad del ensayo de torsión. Deberá contener fundamentos teóricos claros y precisos, así como también fórmulas a emplearse. Estás deberán ser referenciadas de fuentes como libros, artículos científicos, etc. Máquina de Torsión Variables: Unidades: Capacidad Máxima:

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NORMA Hablará de la norma, procedimientos, consideraciones, principios empleados, propiedades mecánicas que se obtienen, etc. La norma utilizada en el presente ensayo es la norma ASTM E – 143-02 “Método de prueba estándar para cizalla módulo a temperatura ambiente”.

Probeta Normalizada Fig 7. Nombre de la probeta

PROBETA Se describirá a la probeta, dimensiones, materiales, condiciones especiales, preparación de la probeta, etc., los mismos que se serán listados en una tabla. Según norma:

Probeta a ensayar Fig 8. Varilla hueca

6. RESULTADOS OBTENIDOS Obtención de Datos Tabla 1. Datos del ensayo

Material Designación Diámetro (cm) Longitud (cm) Velocidad de giro (°/min) Sentido de giro Tabla 2. Ángulo torsor y momento torsor

Vuelta Angulo (°)

Momento torsor (𝒌𝒈 𝒎)

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Procesamiento de datos ü Momento polar de Inercia de la sección transversal: I! =

π𝐷 ! 32

ü Módulo de corte 𝐺=

T∗L φI!

kgf cm!

τ=

2T 𝜋𝑅!

kgf

ü Esfuerzo de corte

cm!

ü Esfuerzo de corte máximo: τ!"# =

64T 𝜋𝑅!

kgf cm!

En donde: φ = ángulo de giro, en radianes. 𝐺 = módulo de corte de la probeta, T = par, L = longitud de referencia, I! = momento polar de inercia D = diámetro. R= radio τ = Esfuerzo de corte W! = Modulo de resistencia a la torsión

Probeta durante el ensayo

Fig 9. Nombre de la probeta

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Presentación de resultados Tabla 3. Datos procesados

Vuelta

Angulo torsor (°)

Momento torsor (kgf m)

Esfuerzo de corte (kgf/m2)

Módulo de corte (kgf/m2)

Gráfico 1. Diagrama esfuerzo vs deformación unitaria.

Esfuerzo de corte – Angulo de giro

Gráfico 2. Torque vs deformación unitaria.

Torque – Angulo de giro

Tabla 4. Datos procesados Diámetro (m) Longitud (m) 2

Modulo corte (kgf/m ) 2

Esfuerzo máximo (kgf/m ) Par máximo (kgf m) Angulo máximo (º)

Probeta Ensayada

Fig 10. Nombre de la probeta

Distorsión angular (rad)

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7. DISCUSIÓN Y ANÁLISIS Analizaremos las condiciones que establece la norma para la validación de este ensayo si se las cumplió o no, anotaremos lo sucedido con la probeta durante el ensayo, los cambios que tuvo. Se analizara el tipo de fractura para identificar el tipo de material y se hará una discusión de los datos obtenidos 8. CONCLUSIONES Las conclusiones son netamente de la interpretación del estudiante y son las respuestas a los objetivos planteados y estas deberán obtenerse a partir de los datos anteriores, estas deberán ser iguala número de objetivos planteados. 9. RECOMENDACIONES Se refiere a que cree usted que se debe hacer para mejorar la precisión y obtención de datos. 10. BIBLIOGRAFÍA Se listaran los documentos de consulta empleados en la realización de este ensayo e informe empleando las normas ISO 690. [1]… [2]… [3]…

----------------------------------------------Ing. Isaías Caicedo R. Docente.

----------------------------------------------Ing. Jorge Buñay G. Técnico docente....