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Ensayo de compresion.
 

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    Ensayo de compresion. Ensayo de compresion. Document Transcript

    • 1Instituto Tecnológico de Tlalnepantla.Departamento de Metal Mecánica.Laboratorio de Ingeniería Mecánica.Sección: ENSAYOS DESTRUCTIVOS.Practica Nº 4Ensayo de Compresión http://rostrorodriguez2007.blogspot.com/Alumno: Rostro Rodríguez Ernesto Joel.Profesor: Ing. José Enrique Márquez Eloiza.Grupo 1Fecha de realización: 14 de Abril del 2011Fecha de entrega: 5 de Mayo del 2011Periodo escolar Enero-Junio 2011
    • 2ÍNDICE PAGINASCONSIDERACIONES 3TEÓRICAS…………………………………..………………………PROCEDIMIENTO DEL 8ENSAYO……………………………………………………......………………EQUIPO 10UTILIZADO………………………...……….……………………….………….NORMAS UTILIZADAS 11 11DIBUJO DE LA 12MAQUINA……………………………………………….………………….…..DIBUJO DE LA PROBETA ANTES DEL 14ENSAYO…………………………….……………………….…………DIBUJO DE LA PROBETA DESPUÉS DEL 15ENSAYO………………………………………………………………….……TABLA DE 16DATOS………………….…………………………………………….………..CÁLCULOS 11 17TABLA DE 18RESULTADOSGRAFICAS 11 18CUESTIONARIO 11 20CONCLUSIONES 22BIBLIOGRAFÍA 23
    • 3CONSIDERACIONES TEÓRICAS ALCANZEEn ingeniería, el ensayo de compresión es un ensayo técnico para determinar la resistenciade un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría de loscasos se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarsesobre cualquier material.Se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresión en unamáquina universal. CONSIDERACIONES TEÓRICASEl esfuerzo de compresión es la resultante de las tensiones o presiones que existe dentro deun sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción devolumen o un acortamiento en determinada dirección. En general, cuando se somete unmaterial a un conjunto de fuerzas se produce tanto flexión, como cizallamiento o torsión,todos estos esfuerzos conllevan la aparición de tensiones tanto de tracción como decompresión.En un prisma mecánico el esfuerzo de compresión puede caracterizarse más simplementecomo la fuerza que actúa sobre el material de dicho prisma, a través de una seccióntransversal al eje baricéntrico, lo que tiene el efecto de acortar la pieza en la dirección de ejebaricéntrico.La dificultad de aplicar una carga verdaderamente concéntrica o axial.El carácter relativamente inestable de este tipo de carga en contraste con la carga tensada.Existe siempre una tendencia al establecimiento de esfuerzos flexión antes y a que el efectode las irregularidades de alineación accidentales dentro de la probeta se acentúa a medidade que la carga prosigue.La fricción entre los puestos de la máquina de ensayo o las placas de apoyo y las superficiesde los extremos de las probetas debido a la expansión lateral de esta. Esto puede alterarconsiderablemente los resultados que se obtendrían si tal condición de ensayo no estuvierapresente.
    • 4CONSIDERACIONES TEÓRICASLas aéreas seccionales relativamente mayores de la probeta para ensayo de compresiónpara obtener un grado apropiado de estabilidad de la pieza. Esto se traduce en la necesidadde una maquina de ensayo de capacidad relativamente grande o probetas tan pequeñas ypor lo tanto tan cortas que resultan difícil de obtener de ellas mediciones de deformacionesde precisión adecuada.Se supone que desean las características simples del material y no la acción de losmiembros estructurales como columnas de modo de que la atención se limita aquí al bloquede compresión corto.Requerimientos para una probeta de compresión: Para el esfuerzo uniforme de la probeta decompresión, una sección circular es preferible a otras formas. Sin embrago, la seleccióncuadrada o rectangular se unan frecuentemente y para piezas manufacturadas, tales comoel azulejo, ordinariamente no resulta posible cortar probetas que se ajustan a ninguna formaen particular.La selección de la relación entre la longitud y el diámetro de una probeta de compresiónparece ser más o menos un compromiso entre varias condiciones indeseables. A medidaque la longitud de la probeta se aumenta, se presentan una tendencia creciente a hacia laflexión de la pieza, con la siguiente distribución no uniforme del esfuerzo sobre una secciónrecta. Se sugiere una relación entre altura y diámetro de 1 como límite superior practico. Amedida que la longitud de la probeta disminuye, el efecto de la restricción friccional en losextremos se toma sumamente importante; así mismo para la longitudes menores deaproximadamente 1.5 veces el diámetro, los planos diagonales a lo largo de los cuales lafalla se verificaría en un probeta más larga intercepta la base, con el resultado de que laresistencia aparente se aumenta. Comúnmente se aplica una relación entre longitud ydiámetro de 2 o más, aunque la relación entre altura y diámetro varié para materialesdiferentes.Los extremos a los cuales se aplica la carga deben ser planos y perpendiculares l eje de laprobeta o de hecho, convertidos así mediante el uso de cabeceo y dispositivo de montaje.
    • 5CONSIDERACIONES TEÓRICASProbeta estándar:Las probetas para los ensayos de compresión de materiales metálicos recomendados por laASTM.Las probetas cortas son para usarse con metales antifricción.Las de probetas medianas ara uso general y las probetas largas para ensayo que determineel modulo de elasticidad.Las deformaciones verdaderas involucradas en el proceso de conformado plástico son delorden de 2 a 4 (mucho mayores que las que obtienen en un ensayo de tracción) con altastasas de deformación.• El ensayo de compresión entre bloques es más conveniente para obtener informaciónsobre el comportamiento del material en procesos de conformado.• En conformado plástico de metales, la presión se describe como: tensión de fluencia delestado tensional correspondiente, g(f) función de la fricción en la interface pieza-herramienta, h(c) función de la geometría (de la pieza y de la herramienta).Ensayo de compresión entre bloques• Se somete al material a una carga axial de compresión. Probetas: cilindros o prismasrectos de caras paralelas.Aplicación de la carga: axial y centrada (para que el estado tensional sea uniforme) Semiden cargas y acortamientos.Diagrama convencional:• Observaciones:
    • 6CONSIDERACIONES TEÓRICASAdmite grandes deformaciones no hay estricción posibilidad de pandeo la fricción generatriaxialidad de tensiones y no homogeneidad de deformaciones• Tensiones:• Deformaciones:• En régimen elastoplástico:Para trabajar en el primer cuadrante del gráfico de tensiones vs. DeformacionesCompresión entre bloques• Esquema del ensayo:• Observación: para eliminar la influencia del coeficiente de forma se obtienen curvas paradiversas relaciones D0/h0, con ellas se trazan curvas σ vs D0/h0 a deformación constante,extrapolando estas curvas a D0/h0=0 se obtiene una curva ideal (curva básica de tensión-deformación) no afectada por el roce.
    • 7CONSIDERACIONES TEÓRICASFricción entre probeta y placas: dificulta y llega a impedir la expansión de los extremos de laprobeta, se atenúa hacia la zona central y prácticamente desaparece a una distancia de losextremos, aproximadamente igual a un diámetro:Abarrilamiento; origina zonas internas no deformadas. Puede minimizarse con lubricaciónadecuada.Camas y bloques de apoyo. Los extremos de las probetas de compresión deben ser planaspara no causar concentraciones de esfuerzos y deben ser perpendiculares al eje de la piezapara no causar flexión debida a la carga excéntrica.
    • 8 INSTITUTO TECNOLOGICO DE TLALNEPANTLA SUBDIRECCION ACADEMICA INGENIERIA MECATRONICA INTEGRACION DE SISTEMAS DE MANUFACTURA INDUSTRIAL MECANICA DE MATERIALES Grupo 1Reviso RealizoIng. Márquez Eloiza José Enrique Rostro Rodríguez Ernesto Joel Procedimiento del Ensayo Paso 1 Se anotan las medidas correspondientes iníciales a la probeta a ensayar (fig. a) Se le hacen las marcas a la probeta para ver en el término del ensayo hasta que medida termino. (fig. b) Fig. a Fig. b Paso 2 Nos familiarizamos con la máquina e instrumentos de ensayo y se colocan los aditamentos correspondientes para sujetar la probeta (Fig. c) Se procede a bajar la maquina para colocar la probeta en el lugar iinducado, asegurando que este lo mas centrada pocible a la base (fig. d) Fig. c Fig. d Paso 3 Antes de comenzar nuestro ensayo procederemos a colocar una hoja de papel milimétrico en la parte destinada a ello en la parte frontal de la maquina (Fig. e) y un indicador de caratula correctamente calibrado en la parte inferior de la maquinaria (fig. f) Fig.e Fig. f Paso 4 Procedemos a bajar el plato superior hasta que casi esté a punto de tocar la probeta (1-2 mm) (fig. g) Nos cercioramos de que el extensómetro este correctamente colocado antes de comenzar nuestra practica (fig. h) Fig. g Fig. h _____________________ _________________________ Rostro Rodríguez Ernesto Joel Ing. Márquez Eloiza José Enrique 5 DE MAYO DEL 2011
    • 9 INSTITUTO TECNOLOGICO DE TLALNEPANTLA SUBDIRECCION ACADEMICA INGENIERIA MECATRONICA INTEGRACION DE SISTEMAS DE MANUFACTURA INDUSTRIAL MECANICA DE MATERIALES Grupo 1Reviso RealizoIng. Márquez Eloiza José Enrique Rostro Rodríguez Ernesto Joel Procedimiento del Ensayo Paso 5 Cuando la maquina es puesta en marcha el indicador de caratula antes mencionado es puesto a cero (fig.i) Y se procede a ir tomando los datos mostrados por nuestra maquina (fig. j) Fig. i Fig. j Paso 6 Mientras la carga va en aumento veremos como la probeta se comprime poco a poco (fig. k) Mientras a su vez en la hoja milimétrica que colocamos en la maquina se va reflejando la grafica correspondiente a la deformación que esta recibiendo la probeta (fig. l) Fig. k Fig. l Paso 7 Conforme el tiempo y la carga aumentan la probeta terminara por comprimirse hasta que nuestra maquina no pueda ofrecer mas presión (fig. m). Ya que acabamos con nuestro ensayo procedemos a tomar las nuevas medidas de nuestra probeta Fig.m Fig.n _____________________ _________________________ Rostro Rodríguez Ernesto Joel Ing. Márquez Eloiza José Enrique 5 DE MAYO DEL 2011
    • 10 EQUIPO UTILIZADO EQUIPO UTILIZADO Vernier: Para tomar las medidas de las probetas con las que se realizara el ensayo Probeta Indicador de caratula (Extensómetro) Para medir la deformación q afecta a nuestra probeta Graficadora de la Maquina Nos muestra la grafica que se va creando conforme la carga aumenta
    • 11Normas Utilizadas Y Dibujo de la Maquina Norma empleada.ASTM-E9-70ESTÁNDAR METTHOSD OF COMPRESSION TETING OF METALLIC MATERIALS ATROOM TEMPERATUREEl procedimiento de la prueba fue realizada de acuerdo a la norma especificada que esASTM-E9-70, cabe destacar que la prueba que realizamos fue una prueba destructivacontinuación describimos el proceso que fue llevado de acuerdo a las especificaciones de lamisma. Como primer paso tenemos debemos verificar que la probeta esté libre de rebaba ypolvo, tomar las medidas de la probeta por medio de un calibrador vernier antes del ensayo.Como siguiente paso debemos de lubricación, este procedimiento, el cual no fue llevado acabo por indicaciones hechas por el profesor, la indicación fue nula debido a que la maquinapresentaba “residuos”, es decir restos de material lubricante, la norma indica que puede sergel de petróleo, pero también se puede utilizar manteca.
    • 12DIBUJO DE LA MAQUINA
    • 13
    • 14DIBUJO DE LA PROBETA ANTES DEL ENSAYO DIBUJO DE LA PROBETA ANTES DEL ENSAYOLongitud inicial: 25.3 mmDiámetro inicial: 12.6mm
    • 15DIBUJO DE LA PROBETA DESPUÉS DEL ENSAYO DIBUJO DE LA PROBETA DESPUÉS DEL ENSAYOLongitud Final: 16.44 mmDiámetro Final: 12.6 mm
    • 16TABLA DE DATOS TABLA DE DATOS TABLA DE DATOS Carga mm 1250 2500 3750 5000 6250 7500 8750 10000 11250
    • 17CALCULOS CALCULOSAREA 2 (3.14159)(12.03)2 456.92 2 = = = = = . 4 4 4 2 (3.14159)(16.44)2 849.08 2 = = = = . 4 4 4ESFUERZO | 25.3 = | − = = 22.5 − = − . = | 25.3ESFUERZO DE CEDENCIA 11,250 = = = . . 1.1423 2 ESFUERZ DE COMPRESION 25,000 = = = . . 1.1423 2 MODULO DE ELASTICIADAD ∈= = , , PORCENTAJE DE ACORTAMIENTO − % = 100 = 16.44 − 25.3 100 = −35 % 25.3PORCENTAJE DE ENSANCHAMIENTO − % = 100 = 2.1227 − 1.1423 100 = 85 % 1.1423
    • 18TABLA DE RESULTADOS Y GRAFICAS TABLA DE RESULTADOS Podemos observar que la carga máxima fue de 11250 kg aproximadamente TABLA DE DATOS Carga mm 1250 0.13 2500 0.2 3750 1.78 5000 3.05 6250 6.34 7500 8.85 8750 11.9 10000 13.35 11250 14.59 GRAFICAS 16 14 12 10 mm 8 6 4 2 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Carga
    • 19
    • 20 INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TLALNEPANTLA SUBDIRECCIÓN ACADEMICA MECÁNICA DE MATERIALES PERIODO ENERO-JUNIO 2011Realizo: Reviso:Ing. Márquez Eloiza José Enrique Ing. Márquez Eloiza José Enrique CUESTIONARIO DEL ENSAYO DE COMPRESION1.-La norma ASTM E-9 reconoce tres tipos de probetas, mencione y grafique su clasificación.2.- Explique las propiedades físicas y mecánicas que determina el ensayo de compresion3.-El ensayo de compresión consiste en:4.-Mencione la aplicaciones de la prueba de compresión en uso industrial5.-Durante el desarrollo de la práctica que representa la carga de ruptura.6.- Explique a que se le conoce como material maleable7.-Mencione los tipos de mordaza que se ocupan para la sujeción de probetas8,Explique el procedimiento de armado de maquinaria asi como los cuidados que se debentomar para obtener un resultado satisfactorio.9.-Mencione las habilidades adquiridas durante el ensayo.10.- Represente mediante un cuadro sinóptico los puntos mas primordiales para el control ydesarrollo del ensayo de compresión. __________________ Rostro Rodriguez Ernesto Joel Ing. Márquez Eloiza José Enrique
    • 21 CUESTIONARIO1. a) Probeta Corta b) Probeta Mediana c) Probeta Larga2. Fuerza axial, esfuerzos cortantes, momentos flexionantes, esfuerzo de compresión, modulo de elasticidad, esfuerzo de cedencia.3. Consiste en aplicar una carga en un material para comprobar sus propiedades y asi la deformación que tendrá ante la compresión4. El ensayo de compresión usualmente se usa para comprobar la resistencia de aceros aunque también es usado en hormigones para realizar construcciones mucho más seguras5. Para evaluar la resistencia de un material a la compresión es necesario llevarlo a la rotura asi sabremos si es adecuado para el trabajo que se realizara con el. Por ejemplo el concreto usado para la construcción de un puente6. Gracias a este ensayo se nos enseño el uso adecuado de la maquinaria de este tipo así como su previa preparación para realizar un ensayo satisfactorio con el menor porcentaje de error posible7. Mordazas cuneiformes para ensayos de tensión de metales, platos para colocar probetas8. Para asegurar un buen resultado en nuestro ensayo lo mas importante es familiarizarse con la maquinaria y el material usado así tendremos datos precisos en el menor tiempo posible. Lo primero que haremos en la preparación de nuestro ensayo es colocar la probeta encima de una base de metal con las dimensiones necesarias para sostener la probeta, asi como otro plato en parte superior que hará contacto con nuestra probeta, seguiremos seleccionando la carga adecuada según el material con el que contamos y por ultimo tomaremos los datos obtenidos. Lo primordial de un ensayo es conocer nuestro material de trabajo9. Aprendimos la adecuada utilización de la máquina de ensayos de compresión, así como el uso de diferentes aparatos como el extensómetro, vernier, graficadora, etc. Asi como trabajar en equipo asumiendo un papel cada persona que ayudo en la realización del ensayo
    • 22CONCLUSIONES CONCLUSIONESEn este ensayo podemos apreciar varias propiedades mecánicas de los materiales frente ala compresión así como la deformación que sufrió nuestra probetaLa practica fue realizada satisfactoriamente después de seguir el procedimiento dado por elprofesor, desde como acomodar la pieza en el plato de acero que nos sirvió de base asta laforma de tomar las medidas de la probeta después de el ensayoLo aprendido en la practica nos servirá a futuro ya que es experiencia que seguimosacumulando que nos puede servir en algún momento de nuestra carrera
    • 23BibliografíaBibliografíaCiencia e Ingeniería de los materialesAutor: Askceland DonaldCiencia e Ingeniería de los materiales: estructura, propiedades y fracturaAutor: Toledano, Mar.Editorial: TórculoMateriales y procesos de fabricaciónAutor: Paul de GarmoEditorial reverte