Este documento describe un ejercicio para determinar el estado tensional de un portaherramientas mediante el uso de una roseta extensométrica y un programa de Matlab. Se detallan los pasos para medir las deformaciones con la roseta bajo diferentes condiciones de corte, calcular las tensiones con Matlab, y analizar los resultados para obtener valores característicos como las tensiones máximas y mínimas.

1. TÉCNICAS EXPERIMENTALES
Curso 2013-2014
EJERCICIO 1: DETERMINACIÓN DEL ESTADO TENSIONAL DE UN PUNTO
La extensometría es una de las técnicas experimentales más utilizadas para la
medición del estado tensional de componentes estructurales. Existen diferentes
tipos de galgas extensométricas dependiendo de la aplicación y del estado
tensional. Cuando el estado tensional es desconocido, se necesitan tres galgas
orientadas de una forma concreta para poder determinar el estado tensional
completo. Estas tres galgas suelen ir encapsuladas sobre una misma base,
formando una roseta. Existen dos tipos de configuración de roseta; la
rectangular con galgas orientadas a 0º, 45º y 90º, y la roseta tipo delta con
galgas orientadas a 0º, 60º y 120º.
El objetivo de este ejercicio es el de realizar una aplicación en Matlab para
determinar el estado tensional (tensiones principales y direcciones principales)
de un punto de un componente estructural a partir de las mediciones realizadas
con una roseta rectangular.
Se recomienda seguir los siguientes pasos en la realización del ejercicio en
Matlab:
1. Leer la matriz de datos discretos obtenidos en la medición. Esta matriz
contiene los niveles de deformación ε 1 , ε 2 y ε 3 en el tiempo.
2. Solicitar las propiedades elásticas del material.
3. Determinar las tensiones principales y la dirección principal.
4. Representar gráficamente los resultados en función del tiempo.
5. Obtener valores característicos: tensión máxima, mínima, von Mises, etc.
Fecha: 2013/12/17
orrialdea: 1

2. TÉCNICAS EXPERIMENTALES
Curso 2013-2014
Observaciones:
• Antes de comenzar con el ejercicio se recomienda leer el siguiente
documento técnico:
http://www.vishaypg.com/docs/11065/tn-515.pdf
• El ejercicio lo aplicaremos sobre los resultados obtenidos en una práctica
que realizaremos en la jornada presencial de noviembre.
Fecha: 2013/12/17
orrialdea: 2

3. TÉCNICAS EXPERIMENTALES
Curso 2013-2014
APLICACIÓN: DETERMINACIÓN DEL ESTADO TENSIONAL DE UN
PORTAHERRAMIENTAS EN DIFERENTES CONDICIONES DE CORTE
Se quiere determinar el estado tensional de la zona crítica de un
portaherramientas de torneado en diferentes condiciones de corte. La técnica
experimental que se va a utilizar es la extensometría, mediante la medición de
las deformaciones de una roseta rectangular. En las imágenes se muestra la
posición de la roseta y la numeración de las galgas.
3
2
1
El proceso a seguir en la determinación del estado tensional es:
1. Medición de las deformaciones en diferentes condiciones de corte.
2. Determinación
del
estado
tensional
de
la
zona
crítica
del
portaherramientas mediante la aplicación de Matlab.
3. Obtención de valores característicos (tensiones y direcciones máximas,
tensiones equivalentes) y análisis de resultados.
Fecha: 2013/12/17
orrialdea: 3

4. TÉCNICAS EXPERIMENTALES
Curso 2013-2014
En la realización del ensayo es fundamental recoger las características del
mismo:
o Tipo de portaherramientas y plaquita.
o Material a ensayar.
o Dimensiones pieza.
o Condiciones de ensayo: velocidad, avance y profundidad.
o Cadena de medida / equipamiento utilizado.
-
Tipo de roseta: roseta rectangular para uso general. (CEA-06-125UR120)
http://www.vishaypg.com/docs/11225/125ur.pdf
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Chasis: chasis NI CompactDAQ
http://www.ni.com/compactdaq/whatis/esa/
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Módulo: NI 9237 Módulo de Puente de 4 Canales Simultáneos (±25
mV/V, 24 Bits, 50 kS/s)
http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/es/nid/208791#specifications
-
Accesorio de terminación cuarto de puente NI 9944
http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/es/nid/211299
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Software: NI LabVIEW SignalExpress
http://www.ni.com/labview/signalexpress/esa/
o Frecuencia de muestreo: 1613Hz (Es la frecuencia de muestreo más baja
del módulo NI 9237, ver especificaciones)
Fecha: 2013/12/17
orrialdea: 4

5. TÉCNICAS EXPERIMENTALES
Curso 2013-2014
Documentación y ficheros a entregar:
• Programa de Matlab que realice la trasformaciones de deformaciones en
tensiones y represente gráficamente los resultados.
• Informe de la práctica que contenga los siguientes apartados:
o Introducción-objetivos
o Cadena de medida (en detalle)
 Descripción de la cadena de medida
 Equipamiento utilizado
 Resolución del sistema de medida
 Frecuencia de muestreo
o Condiciones de ensayo (número de ensayos y características)
o Resultados obtenidos (para diferentes condiciones de mecanizado)
 Deformaciones
 Estado tensional (tensiones y direcciones principales,
tensiones equivalentes)
o Análisis de resultados y conclusiones
Fecha: 2013/12/17
orrialdea: 5