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U N I V E R S I D A D A U T Ó N O M A D E N U E V O L E Ó NFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICALaboratorio de Mecánica de MaterialesActividad No.Ensayos y Materiales1459108 Cindy Sanjuanita RamírezSantanaGrupo 507Cd. Universitaria a 21 noviembre 2020Ensayo Estático de Compresión II1. Presenta...

Description

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

Laboratorio de Mecánica de Materiales

Actividad No.8

1459108

Ensayos y Materiales Cindy Sanjuanita Ramírez Santana

Grupo 507

Cd. Universitaria a 21 noviembre 2020

Ensayo Estático de Compresión II 1. Presentación El ensayo de compresión es un ensayo de materiales utilizado para conocer su comportamiento ante fuerzas o cargas de compresión es decir una forma de trabajo del material que se da en una sección de una pieza cuando la solicitación normal es no nula y en el sentido que provoca el acortamiento de la pieza. Este ensayo se aplica en probetas de materiales que van a trabajar a compresión, como lo es el hormigón o la fundición, o incluso piezas acabadas, bajo el estándar ASTME9 que se ha venido utilizando en las actividades anteriores también. El ensayo es realizado sobre una probeta del material, normalmente de forma cilíndrica, en una maquina universal de ensayos, obteniéndose una curva de tensión aplicada frente a la deformación longitudinal unitaria producida. Por convenio, las tensiones y deformaciones en compresión se consideran negativas, de ahí la posición del grafico en el tercer cuadrante. A partir de esta curva citada se pueden definir tres puntos característicos principales: Y=Limite de fluencia, U: Limite de rotura y F: punto de fractura. Estos ensayos permiten determinar las constantes elásticas y resistencias a compresión, como anteriormente se explica. Esta última característica, la resistencia a compresión, es una de las propiedades más difíciles de determinar. Una carga ligeramente excéntrica provocará una rotura prematura a pandeo antes que la rotura intrínseca a compresión. De una fuente diferente obtenemos que 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 (resultante de las tensiones o presiones que existen dentro de un sólido deformable). Se afirma también que los ensayos de compresión tienen ciertas limitaciones como lo son la dificultad de aplicar una carga concéntrica o axial, sin que aparezca pandeo y el uso de probetas de sección circular en preferencia a otras formas. Este ensayo se realiza en materiales tanto duros, semiduros como blandos. El ensayo de compresión se efectúa en una máquina de ensayo de tracción, siempre que esta máquina tenga: una mesa o plataforma inferior resistente, sobre la que se dispone la probeta de ensayo y un accesorio en forma de plancha adecuado para comprimir la pieza. Este ensayo bien se puede realizar con la ayuda de la máquina universal anteriormente explicada en la actividad 1 sin ningún problema. El procedimiento a seguir en este ensayo es primeramente medir las dimensiones iniciales tanto longitud como diámetro de la probeta con el calibrador vernier. Enseguida y después de cerciorarse que las superficies de los extremos de las probetas así como las caras de los bloques de apoyo estén completamente libres de grasa, aceite o cualquier otra clase de partículas que pudieran influir en la restricción friccional de las superficies de los extremos, se coloca la probeta en la máquina, debe tenerse cuidado para lograr el centrado, la alineación de la probeta y de los platos de apoyo (o de compresión) en la máquina, se baja el cabezal fijo de la máquina hasta hace contacto con los platos de apoyo en seguida haremos lecturas de carga contra deformación o desplazamiento en la pantalla, si la máquina es digital, si es de lectura caratular de carga se tendrá que colocar el extensómetro en la mesa de prueba para leer la deformación y se puede aplicar la carga con una velocidad conveniente al material de que se trate. Se debe tener especial cuidado con los materiales quebradizos o frágiles pues al ocurrir la fractura pueden “saltar” las partes fracturadas, para los dúctiles en los cuales no ocurre ese fenómeno, la carga ultima o máxima que se aplique a la probeta se hará a criterio de la persona que realice el ensayo. Prosiguiendo con el procedimiento se retira la carga, se levanta el cabezal de la máquina y se procede a medir las dimensiones finales de la probeta, con los datos obtenidos cargas y deformaciones, así como las dimensiones originales y finales de la probeta para realizar cálculos y representaciones de datos más adecuados, El ensayo de compresión suministra cifras tales como la carga total, la cifra de ruptura en o de igual manera en libras por pulgadas cuadradas. También puede obtenerse el valor del límite elástico o de fluencia a la compresión y el % e acortamiento. Durante el proceso del ensayo el ingeniero Borjas nos explicó todo el proceso además de decir uno que otro refrán o dicho que alimenta la explicación. Cindy Sanjuanita Ramírez Santana

2. Bitácoras del Ensayo Ensayo Estático de Compresión 2 Estándar: Material: Li= Di= Ai= No. Ctvo. 1 85 86 87 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 139 140 141 142 143 144 145

ASTM E9 Acero Estructural 2 38,1 12,7

mm mm

Descripción de la falla Forma: pandeo Criterio: el ensayo se detiene al 20%Li textura cascara de naranja

126,67 Desplazamiento

mm2 Carga

δ (mm)

P (N)

ε(mm/mm)

εc(mm/mm)

σ (MPa)

0 0,344 0,347 0,351 0,481 0,485 0,489 0,492 0,496 0,5 0,503 0,506 0,51 0,515 0,52 0,524 0,527 0,55 0,554 0,557 0,561 0,566 0,571 0,575

0 11300 11760 12260 34300 34900 35600 36200 36900 37500 38200 38900 39700 40400 40900 41500 41900 44600 44900 45100 45200 45100 45000 44900

0 0,009028871 0,009107612 0,009212598 0,012624672 0,012729659 0,012834646 0,012913386 0,013018373 0,01312336 0,0132021 0,01328084 0,013385827 0,01351706 0,013648294 0,013753281 0,013832021 0,014435696 0,014540682 0,014619423 0,014724409 0,014855643 0,014986877 0,015091864

0 0,00173358 0,00181232 0,0019173 0,00532938 0,00543436 0,00553935 0,00561809 0,00572308 0,00582807 0,00590681 0,00598555 0,00609053 0,00622177 0,006353 0,00645799 0,00653673 0,0071404 0,00724539 0,00732413 0,00742912 0,00756035 0,00769158 0,00779657

0 89,20817873 92,83966211 96,78692666 270,7823478 275,5190653 281,0452357 285,7819531 291,3081235 296,0448409 301,5710113 307,0971817 313,4128049 318,9389753 322,8862398 327,6229573 330,7807689 352,0959975 354,4643562 356,043262 356,8327149 356,043262 355,2538091 354,4643562

146 147 148

0,578 0,582 0,586

992

11,77

993

11,79

995

11,82

44800 44700 44600 12310 0 12320 0 12330 0

εo=

0,00729529 mm/mm Deformación unitaria Esfuerzo

0,015170604 0,015275591 0,015380577

0,00787531 0,0079803 0,00808528

353,6749033 352,8854504 352,0959975

0,308923885

0,30162859

971,8165311

0,309448819

0,30215352

972,6059841

0,31023622

0,30294093

973,395437

1

2

cedenci a

996

11,83

997

11,85

998

11,86

999

11,88

12350 0 12370 0 12360 0 12370 0

0,310498688

0,30320339

974,9743428

0,311023622

0,30372833

976,5532486

0,311286089

0,3039908

975,7637957

0,311811024

0,30451573

976,5532486

final

Ensayo Estático de Compresión 3 Estándar: Material:

ASTM E9 Cold rolled 38,1 12,7

Li= Di=

Descripción de la falla Forma: pandeo el ensayo se detiene al Criterio: 20%Li textura cascara de naranja

mm mm

126,68 mm2

Ai=

0,03899099 mm/mm

εo=

No. Ctvo.

Desplazamiento δ (mm)

Carga P (N)

1

0

0

0

0

0

194 195

1,68402 1,69164 1,7018 1,7526 1,76276 1,77038 1,778 1,78816 1,79578 1,80594 1,8161 1,82626 1,83388 1,84404 1,84912 1,85928 1,86944 1,87706 1,88722 1,89484 1,905 1,91262 1,92278 1,9304 7,9756

36742,2972 38388,1386 40078,4622 49775,5818 51554,8698 53334,1578 55157,928 56981,6982 58627,5396 60228,8988 61741,2936 63075,7596 64276,779 65433,3162 66411,9246 67390,533 68146,7304 68769,4812 69303,2676 69792,5718 70103,9472 70415,3226 70726,698 70993,5912 107202,102

0,0442 0,0444 0,04466667 0,046 0,04626667 0,04646667 0,04666667 0,04693333 0,04713333 0,0474 0,04766667 0,04793333 0,04813333 0,0484 0,04853333 0,0488 0,04906667 0,04926667 0,04953333 0,04973333 0,05 0,0502 0,05046667 0,05066667 0,20933333

0,005209 0,005409 0,005676 0,007009 0,007276 0,007476 0,007676 0,007942 0,008142 0,008409 0,008676 0,008942 0,009142 0,009409 0,009542 0,009809 0,010076 0,010276 0,010542 0,010742 0,011009 0,011209 0,011476 0,011676 0,170342

290,047 303,040 316,383 392,933 406,979 421,025 435,422 449,819 462,812 475,453 487,392 497,926 507,407 516,537 524,262 531,988 537,957 542,873 547,087 550,950 553,408 555,866 558,324 560,431 846,264

196 202

203 204 205

206 207 208

209 210 211

212 213 214

215 216 217

218 219 220

221 222 478

Deformación unitaria ε(mm/mm) εc(mm/mm)

Esfuerzo σ (MPa) 1

2

cedencia

479

480 481

482 483

484 485

486

8,001 8,0264 8,0518 8,0772 8,1026 8,128 8,1534 8,1788

3. Graficas Normal Corregida

107202,102 107202,102 107646,924 107646,924 107646,924 107646,924 107646,924 108091,746

0,21 0,21066667 0,21133333 0,212 0,21266667 0,21333333 0,214 0,21466667

0,171009 0,171676 0,172342 0,173009 0,173676 0,174342 0,175009 0,175676

846,264 846,264 849,776 849,776 849,776 849,776 849,776 853,287

final

4. Graficas Ampliadas

5. Tabla de Resultados

Resultados del ensayo estático de compresión 2 1 Estándar ASTM E9 2 Material acero estructural 2 3 Longitud inicial Li 38,1 mm 5 Diámetro inicial Di 12,70 mm 7 Área inicial Ai 126,7 mm2 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3

Volumen

V

4826

Relación de esbeltez

RE

12,0

Módulo de Elasticidad (calculado)

E

19304

Módulo de Elasticidad (tabla)

E

200000

Esfuerzo de cedencia o fluencia

σy

354

Deformación de cedencia

εy

0,00788

Carga de cedencia

Py

44800

Esfuerzo de final

σf

977

Deformación final

εf

0,3045

Carga final

Pf

123700

Resiliencia elástica unitaria

Reu

1,393

Resiliencia elástica total

Ret

6721

criterio Descripción de la falla

forma textura

mm3

MPa MPa MPa mm/mm N MPa mm/mm N N*mm/mm3

N*mm el ensayo se detiene al 20%Li pandeo cascara de naranja

Resultados del ensayo estático de compresión 3 1 2 3 5

Estándar Material Longitud inicial Diámetro inicial

Li Di

7

Área inicial

Ai

ASTM E9 Cold rolled 38,1 mm 12,70 mm 126,7 mm2

9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1

Volumen

V

4826

Relación de esbeltez

RE

12,0

Módulo de Elasticidad (calculado)

E

55682

Módulo de Elasticidad (tabla)

E

205000

Esfuerzo de cedencia o fluencia

σy

551

Deformación de cedencia

εy

0,01074

Carga de cedencia

Py

69793

Esfuerzo de final

σf

853

Deformación final

εf

0,1757

Carga final

Pf

108092

Resiliencia elástica unitaria

Reu

2,959

Resiliencia elástica total

Ret

14282

Descripción de la falla

criterio

mm3

MPa MPa MPa mm/mm N MPa mm/mm N N*mm/mm3

N*mm el ensayo se detiene al 20%Li

2 2 2 3

forma textura

pandeo cascara de naranja...