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####### 1.UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚLaboratorio 1 de Elasticidad y Resistencia de materialesTEMA: LABORATORIO DE COMPRESIÓNINTEGRANTES: Beingolea Carrión, Alvaro RaúlFACULTAD: Facultad de Ingeniería, Industrial y MecánicaSECCIÓN: 10186CURSO: Elasticidad Resistencia de MaterialesDOCENTE: Denis ...

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ Laboratorio 1 de Elasticidad y Resistencia de materiales TEMA: LABORATORIO DE COMPRESIÓN

INTEGRANTES:

Beingolea Carrión, Alvaro Raúl

FACULTAD:

Facultad de Ingeniería, Industrial y Mecánica

SECCIÓN:

10186

CURSO:

Elasticidad Resistencia de Materiales

DOCENTE:

Denis Americo Murillo Pariona

2019 1

1. INTRODUCCIÓN Estudiar el comportamiento de un material sometido a un esfuerzo de compresión progresivamente creciente hasta llegar a la rotura o aplastamiento según sea la clase del material, se efectúa sobre probetas cilíndricas en los metales y cúbicas en los no metálicos. El ensayo de compresión se realiza en la mayor parte a materiales frágiles (cerámicos), dada su reducida capacidad de resistir a la tracción. En los materiales dúctiles las características mecánicas a la compresión son similares a las de tracción con excepción en la fase de rotura que se produce por aplastamiento o escurrimiento del material el cual dependerá de su ductilidad, puede a veces no llegar a una ruptura propiamente dicha. 2. OBJETIVOS Estudiar el comportamiento de los materiales metálicos sometidos a cargas de compresión, determinar las propiedades mecánicas (esfuerzo de cedencia, esfuerzo de rotura, rigidez), conocer los factores que influyen en los resultados del ensayo, los tipos de fallas, familiarizarse con los lineamientos de la norma ASTM E-9 (Ensayo de compresión a materiales metálicos). 3. MATERIALES Y EQUIPOS (EPP) -

-

-

Maquina universal de pruebas mecánicas, máxima capacidad de 10 T, máxima distancia entre platos 220mm, prensa hidráulica de presión máxima de 720 Kgf/cm2. Reloj de carga digital de 13 T de lectura máxima. Un Vernier marca, sensibilidad de 0,05 mm. Una regla metálica de 80cm, sensibilidad 1mm. Extensómetro mecánico TQ SM 100D MK 2, de sensibilidad de 0,001mm. Probetas de acero A36, de sección circular, d=1/2pulg, L= 0,5pulg, L=1,5pulg. Probetas de aluminio, de sección circular, d=1/2pulg, L= 0,5pulg.

4. FUNDAMENTO Y FÓRMULAS Un ensayo de tracción simple suele proporcionar datos suficientes para determinar las propiedades mecánicas en los materiales metálicos (dúctiles). En estos materiales, los límites de rendimiento bajo tensión y compresión son generalmente los mismos. Por lo tanto, no es necesario realizar la prueba de compresión en materiales altamente dúctiles tal como la mayoría de aleaciones de Al. Sin embargo, en algunos materiales, tales como los frágiles y fibrosos, la resistencia a la tracción es considerablemente diferente de la resistencia a la compresión como se ve 2

en la Figura 1. Por lo tanto, es necesario probar ellos bajo tensión y compresión por separado

Figura 1. Curvas de compresión y para (a) Hierro fundido gris GCI y (b) Hormigón Los materiales frágiles, tales como hierro fundido y hormigón, son a menudo frágiles en tensión debido a la presencia de grietas y defectos microestructurales. Sin embargo, estos materiales pueden llegar a ser muy resistente al ensayo de compresión, debido al hecho de que la prueba de compresión tiende a aumentar las áreas de sección transversal en las probetas, evitando así la formación de un cuello de botella cuando la probeta está sometida a un esfuerzo de tensión. En un ensayo de compresión se recomienda calcular el acotamiento de la probeta metálica, variación de las dimensiones del material, mediante la ecuación:

Por tanto podemos definir la deformación unitaria de la probeta, como la variación en las dimensiones del material después de estar sometida a un esfuerzo de compresión, mediante la ecuación:

Esta deformación es consecuencia de la carga aplicada a la probeta, es decir, al esfuerzo generado por unidad de área, tal como se muestra en la siguiente ecuación:

De las ecuaciones (1) y (2) podemos calcular el Módulo de Elasticidad, de la siguiente forma:

3

El Módulo de Elasticidad permite evaluar el carácter de mayor o menor rigidez del material, es importante mencionar que este parámetro es inherente al material. 5. PROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN) -

-

Se toma las medidas geométricas de la probeta, para esto se usa el vernier, la regla metálica y se anota en la tabla de datos geométricos de la probeta (tabla 1). Se realizan las marcas a la distancia (L0 ) ,teniendo en cuenta no maltratar al material esto se realizaría si el extensómetro es del tipo mecánico , si es del tipo eléctrico se puede solo marcar la probeta. Registra la toma de datos en el reloj de carga digital para anotar las cargas y el extensómetro para anotar las deformaciones longitudinales. Al final de la rotura de la pieza se toma medidas finales de la geometría de la probeta. Se analiza el tipo de fractura

4

6. ENTREGABLES (TABLAS Y GRÁFICOS) Lo

Lf 19.35 19.6 19.95 21.5

do 13.3 10.5 12.1 12.2

df 10.5 10.25 11.15 11.5

Ao 12.7 12 13.8 13.9

Af 86.590 82.516 97.643 103.869

126.677 113.098 149.572 151.747

Deformacion Unitaria (mm) 0.00 0.005 0.013 0.024 0.061 0.119 0.159 0.216 0.252 0.271 0.287 0.311 0.347 0.375 0.396 0.418 0.436 0.454 0.471 0.493 0.512

Esfuerzo KPa 0.00 0.003 0.006 0.009 0.012 0.014 0.017 0.020 0.023 0.026 0.029 0.032 0.035 0.038 0.040 0.043 0.046 0.049 0.052 0.055 0.058

%∆L/L0 %∆A/A0 31.27 46.29 46.43 37.06 39.35 53.18 43.26 46.09

Material 1

9 26 46 119 231 307 418 488 525 555 602 672 725 767 808 843 879 912 954 991

Extension en (mm) 0 0.0900 0.2600 0.4600 1.1900 2.3100 3.0700 4.1800 4.8800 5.2500 5.5500 6.0200 6.7200 7.2500 7.6700 8.0800 8.4300 8.7900 9.1200 9.5400 9.9100

Carga KN 0 0.2500 0.5000 0.7500 1.0000 1.2500 1.5000 1.7500 2.0000 2.2500 2.5000 2.7500 3.0000 3.2500 3.5000 3.7500 4.0000 4.2500 4.5000 4.7500 5.0000

MATERIAL 1

0.07 0.06 0.05 DEFORMACIÓN

Material Material 1 Material 2 Material 3 Material 4

0.04 0.03 0.02 0.01 0.00

0.00

0.10

0.20

0.30 ESFUERZO KPa

0.40

0.50

0.60

Material 2

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 85 135 150 163 172 181 192 209 228 265 305 354 405 455 510 560 610 660 710

Extension en (mm) 0 0.0300 0.0600 0.0900 0.1200 0.1500 0.1800 0.2100 0.2400 0.2700 0.3000 0.3300 0.8500 1.3500 1.5000 1.6300 1.7200 1.8100 1.9200 2.0900 2.2800 2.6500 3.0500 3.5400 4.0500 4.5500 5.1000 5.6000 6.1000 6.6000 7.1000

Carga KN 0 0.2500 0.5000 0.7500 1.0000 1.2500 1.5000 1.7500 2.0000 2.2500 2.5000 2.7500 5.0000 6.2500 6.5000 6.7500 7.0000 7.2500 7.5000 7.7500 8.0000 7.7500 7.7500 8.0000 8.5000 8.5000 9.0000 9.0000 9.5000 9.7500 10.0000

Deformacion Unitaria (mm) 0.000 0.002 0.003 0.005 0.006 0.008 0.009 0.011 0.012 0.014 0.015 0.017 0.043 0.069 0.077 0.083 0.088 0.092 0.098 0.107 0.116 0.135 0.156 0.181 0.207 0.232 0.260 0.286 0.311 0.337 0.362

Esfuerzo KPa 0.000 0.003 0.006 0.009 0.012 0.015 0.018 0.021 0.024 0.027 0.030 0.033 0.061 0.076 0.079 0.082 0.085 0.088 0.091 0.094 0.097 0.094 0.094 0.097 0.103 0.103 0.109 0.109 0.115 0.118 0.121

MATERIAL 2

0.140 0.120

DEFORMACION

0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0.000 0.000

0.050

0.100

0.150

0.200 0.250 ESFUERZO KPa

0.300

0.350

0.400

Material 3

10 28 53 102 137 219 321 381 476.5 551 692 738 790 835 897 954 987 1032 1091

Extension en (mm) 0.0000 0.1000 0.2800 0.5300 1.0200 1.3700 2.1900 3.2100 3.8100 4.7650 5.5100 6.9200 7.3800 7.9000 8.3500 8.9700 9.5400 9.8700 10.3200 10.9100

Carga KN 0.0000 0.2500 0.5000 0.7500 0.9000 0.9000 1.0000 1.2500 1.4500 1.6500 1.8000 2.2500 2.5000 2.6000 3.0000 3.2500 3.5000 3.5000 3.7500 4.0000

Deformacion Unitaria (mm) 0.000 0.005 0.014 0.027 0.051 0.069 0.110 0.161 0.191 0.239 0.276 0.347 0.370 0.396 0.419 0.450 0.478 0.495 0.517 0.547

Esfuerzo KPa 0.0000 0.0026 0.0051 0.0077 0.0092 0.0092 0.0102 0.0128 0.0149 0.0169 0.0184 0.0230 0.0256 0.0266 0.0307 0.0333 0.0358 0.0358 0.0384 0.0410

MATERIAL 3

0.0450 0.0400 0.0350

DEFORMACION

0.0300 0.0250 0.0200 0.0150 0.0100 0.0050 0.0000 0.000

0.100

0.200

0.300 ESFUERZO KPa

0.400

0.500

0.600

Material 4 Extension en (mm) 21 50 105 161 226 299 360 429 481 549 604 648 704 749 804 870 930 946 985 1050 1090

0.210 0.500 1.050 1.610 2.260 2.990 3.600 4.290 4.810 5.490 6.040 6.480 7.040 7.490 8.040 8.700 9.300 9.460 9.850 10.500 10.900

Carga KN 0.0000 0.5000 0.7000 0.8500 1.0000 1.0000 1.1500 1.2500 1.4500 1.6000 1.7500 1.9000 2.1000 2.2000 2.5000 2.6500 2.9500 3.1500 3.3000 3.5000 3.7500 4.0000

Deformacion Unitaria (mm) 0.0000 0.0098 0.0233 0.0488 0.0749 0.1051 0.1391 0.1674 0.1995 0.2237 0.2553 0.2809 0.3014 0.3274 0.3484 0.3740 0.4047 0.4326 0.4400 0.4581 0.4884 0.5070

Esfuerzo KPa 0.0000 0.0048 0.0067 0.0082 0.0096 0.0096 0.0111 0.0120 0.0140 0.0154 0.0168 0.0183 0.0202 0.0212 0.0241 0.0255 0.0284 0.0303 0.0318 0.0337 0.0361 0.0385

MATERIAL 4

0.0450 0.0400 0.0350

DEFORMACION

0.0300 0.0250 0.0200 0.0150 0.0100 0.0050 0.0000 0.0000

0.1000

0.2000

0.3000 ESFUERZO KPa

0.4000

0.5000

0.6000...