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UNIVERSIDAD SANTO TOMAS DIVISIÓN DE INGENIERÍAS FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

Asignatura: MATERIALES INDUSTRIALES I – Grupo 3A C.A. Colorado Garzon, A. Feria Agudelo, L.F. González Triana

Ensayo De Compresión Acero 1045 Autores (C.A. Colorado Garzon, A. Feria Agudelo, L.F. González Triana)

RESUMEN El ensayo de compresión se basa, en determinar la resistencia a la deformación de un material en este caso será el del acero 1035, por medio de este ensayo podemos sacar el módulo de Young, el límite de fluencia, todo esto mediante el esfuerzo y deformación que calculamos a partir de los datos obtenidos en el ensayo de compresión . Palabras clave – esfuerzo, deformación, modulo de Young, límite de elasticidad, fluencia. ABSTRACT The compression test is based on determining the resistance to deformation of a material in this case is the steel 1035, for this assay can draw the Young modulus, yield stress, all this by the stress and strain we calculated from the data obtained in the compression test. Keywords – stress, strain, Young's modulus, yield strength, creep.

Primer Autor: [email protected] Estudiante de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad Santo Tomás. Segundo Autor: [email protected] Estudiante de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad Santo Tomás. Tercer Autor: [email protected] Estudiante Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad Santo Tomás. Ensayo de Dureza Acero 1045 I. INTRODUCCIÓN En ingeniería el ensayo de compresión es una prueba la cual nos permite determinar la resistencia de un material ante un esfuerzo de deformación, lo cual nos permite conocer propiedades de los materiales, pero para tener los adecuados resultados esta prueba la haremos bajo la norma de la ASME E-9, la cual nos proporciona las medidas de la probeta, como calcular el esfuerzo y la deformación y como hacer el debido análisis de los datos.

Materiales Industriales I – G 3A, Ensayo De Compresión, junio de 2016, pág. 1 a pág. 6

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II. METODOLOGÍA

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. En la mayoría de los casos se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarse sobre cualquier material. REALIZACIÓN DEL ENSAYO 1. Como el ensayo se realiza bajo la estricta supervisión y dirección del profesor y monitor, sólo se darán aquí algunas recomendaciones adicionales. 2. Como se puede ver en la Figura 4 el peso del inversor es soportado por el cilindro de trabajo. Esta fuerza debe ser “excluida” de la medición realizada por el dinamómetro. Por esto es importante realizar con sumo cuidado el ajuste de cero del dinamómetro antes de ejecutar la práctica. 3. El comparador debe ser retirado prestamente cuando las deformaciones de las probetas sean exageradas. Se debe tener cuidado de no desplazar el puente de altura ajustable cuando el comparador esté instalado. 4. Para la escogencia del rango de carga (posición de la palanca 15 Fig. 4 Máquina universal de ensayos ), haremos el siguiente raciocinio: deberíamos disponer de la potencia máxima de la carga, ya que el ensayo de materiales maleables no presenta rotura (esto se logra escogiendo el rango de 40 toneladas). De otro lado, debido a las imprecisiones en el centrado de la probeta y otros factores de inestabilidad, la flexión no deseada de la probeta ocurre antes de las 20 toneladas, y esta escala ofrece una mayor resolución en la medición de la fuerza. Lo más adecuado, resulta entonces, escoger el rango de carga de 20 toneladas. Probetas estándar. Las probetas para ensayos de compresión de materiales metálicos recomendados por la ASTM (ASTM E 9) Las probetas cortas son para usarse con metales antifricción, las de longitud mediana para uso general y las largas para ensayos que determinen el módulo de elasticidad. Las probetas para ensayos de compresión de lámina metálica deben cargarse en una plantilla que provee apoyo lateral contra el pandeo sin interferir con las deformaciones axiales de la probeta. Los detalles de esas plantillas y las probetas correspondientes están cubiertos por la ASTM (ASTM E 9).

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ESFUERZO DE COMPRESION: En una pieza y que no sea susceptible de sufrir pandeo sometida a compresión uniaxial uniforme, la tensión el acortamiento unitario y los desplazamientos están relacionados con el esfuerzo total de compresión mediante las siguientes expresiones: σ=

du ( x) Nc =Eε =E σ A dx

Donde: σ

es la tensión de compresión

ε el acortamiento unitario o deformación unitaria. u(x) el campo de desplazamientos a lo largo del eje baricéntrico del prisma. E el módulo de elasticidad longitudinal.

La máquina que se utilizó para la práctica es una maquina universal

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PROCEDIMIENTO 1. Tomar las medidas dimensionales de las probetas con el calibrador pie de rey con base en la norma ASME E-9, 2. Asegurarse que la probeta en sus extremos este sin deformaciones y esté completamente uniforme. 3. Colocar la probeta en el lugar indicado, asegurando que se encuentre lo más centrada posible. 4. Empezar a bajar la mesa superior dejando una distancia aproximadamente de 1-2 mm. 5. Seleccionar la velocidad de ensayo que de acuerdo con la norma ASTM. debe ser siempre aquella que provoque la deformación de la probeta en un tiempo comprendido entre 0.5 y 5 minutos. 6. Tomar los datos arrojados por el software y realizar los cálculos para el ensayo III.ANÁLISIS Y RESULTADOS Con los datos arrogados por el software que son la carga y el desplazamiento podemos calcular el esfuerzo y la deformación y así poder calcular el módulo de Young, límite elástico. σ=

F A

Donde: σ =esfuerzo F = Fuerza A = Área

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∆S So

ε=

Donde: ε =Deformacion ∆ S=Desplazamiento SO= Posición Inicial

esfuerzo vs deformacion 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

Con los datos obtenidos y las formulara aplicadas podemos hallar la curva de esfuerzo vs deformación en unidades de toneladas fuerza sobre milímetros cuadrados y la deformación no tiene unidades de medidas es decir es adimensional Límite de elasticidad: El valor aproximado de Fp (fuerza límite de proporcionalidad), se puede determinar por el punto donde comienza la divergencia entre la curva de compresión y la continuación del segmento rectilíneo (ver Fig. 5). Se considera como Fp el valor en cuya presencia la desviación de la dependencia lineal entre la carga y el alargamiento, alcanza un 50%. Límite de fluencia. Se calcula el límite de fluencia convencional, o sea, el esfuerzo con el cual el acortamiento residual alcanza una magnitud dada, generalmente de 0,2%. Este límite de fluencia se denota como s0,2. Se determina generalmente en forma gráfica mediante el diagrama de compresión por el llamado método de desplazamiento (offset). Para esto, en el eje de las deformaciones desde el origen de las coordenadas, se mide un segmento

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Asignatura: MATERIALES INDUSTRIALES I – Grupo 3A C.A. Colorado Garzon, A. Feria Agudelo, L.F. González Triana f(x) =

Limite de fluencia

0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0

0

0.01

0.02

0.03

0.04

limite elástico Módulo de Young

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

Resultados 0,025 10,89

IV. CONCLUSIONES Podemos concluir que efectivamente la pendiente corresponde al módulo de Young y que al compararla con una ficha técnica del material muestra una aproximación del módulo real del acero 1045, con un margen de error del 45%, esto se debe a que los datos se pasaron manualmente. Donde el modulo es de 200 mega pascales y el encontrado por nosotros convertido en pascales es de 110 mega pascales

V.

REFERENCIAS

[1] ASTM E-9 Brinell hardness [2] http://www.utp.edu.co/~gcalle/Contenidos/Compresion.htm

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