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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA

DISEÑO DE PROYECTOS GRUPO #1 TEMA: EXPERIMENTO: ELASTICIDAD Y PLASTICIDAD DEL RESORTE Y CAUCHO. NOMBRES:

 Bonifaz Diego  Moreno Néstor  Núñez Santiago  Valencia Bryan  Villacrés Andrés

NOVENO SEMESTRE PARALELO: “A”

FECHA: 03/ 05/ 2017

PERIODO ACADÉMICO: MARZO-AGOSTO 2017

Grupo 1

1. INTRODUCCIÓN La resistencia de un material no es el único criterio que se debe utilizar al diseñar estructuras. Frecuentemente la rigidez tiene la misma o mayor importancia. en menor grado, otras propiedades tales como la dureza, tenacidad y la ductilidad también influyen en la elección de un material. Estas propiedades se determinan mediante pruebas, comparando los resultados obtenidos con patrones establecidos. Para usos prácticos se toma como guía el ensayo a tensión en el acero, dada su importancia que nos proporciona en la introducción de otros conceptos básicos. La ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos de estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada sobre el mismo. Los resultados representan en un gráfico llamado, diagrama esfuerzo-deformación en el que las ordenadas representan las cargas (eje, y) y en las abscisas representamos los alargamientos (eje, x). El valor de la deformación unitaria ε es el cociente del alargamiento (deformación total) δ y la longitud L en la que se ha producido por lo tanto se tiene ε=δ/L. Sin embargo, de este modo solo se obtiene el valor medio de la deformación. la expresión correcta de la deformación en cualquier punto es ε=δd/Ld. No obstante, cuando se tiene en cuenta estas variantes en condiciones tales como cuando el elemento sometido a compresión o tracción existe una sección transversal constante, el material debe es homogéneo y la fuerza o carga debe es axial ,es decir, producen un esfuerzo uniforme se puede suponer que la deformación es constante y aplicamos la ecuación de la de deformación unitaria.

En el diagrama se puede observar que, desde el origen O hasta un punto llamado límite de proporcionalidad, el diagrama esfuerzo-deformación es un segmento rectilíneo, en donde se deduce la tan conocida relación de proporcionalidad entre el esfuerzo y la deformación enunciada en el año 1678 por Robert Hooke. La proporcionalidad no se extiende más allá de su límite de proporcionalidad, el esfuerzo deja de ser proporcional a la deformación. Toda la teoría subsiguiente respecto al comportamiento de los sólidos elástico está basada precisamente en la citada proporcionalidad entre esfuerzos y deformaciones establecidos, pues, un límite superior al esfuerzo admisible que un material dado puede soportar [1]. Una de las propiedades mecánicas de un material donde se ve involucrada su deformidad permanente e irreversible se conoce como plasticidad. Para que esto suceda el material tiene que encontrarse por encima de su límite elástico. En ocasiones pequeños incrementos en la tensión, provocan pequeños incrementos en la deformación. En caso de que la carga sea 0, el objeto toma su forma original. Según experimentos realizados existe un límite, conocido como el límite elástico, cuando las tensiones superan este límite Grupo 1

y desaparecen las cargas el cuerpo no vuelve a su forma, debido a que muestra deformaciones no reversibles. Este se encuentra presente en los metales [2]. 2. OBJETIVOS 2 .1 Objetivo general Analizar la elasticidad y plasticidad de los dos materiales como el acero(resorte) y caucho (banda). 2 .2 Objetivos específicos 

Estudiar y dejar en claro que la elasticidad no es lo mismo que la plasticidad.



Determinar las curvas de comportamiento particular de las muestras ensayadas.



Calcular la deformación en mm del resorte y del caucho.

3. EQUIPO Y MATERIALES  Acero( Resorte) 

Caucho(Banda)



Deformímetro



Soporte para deformímetro



Balanza electrónica



Polea



Piola



Base para pesas



5 Pesas de Acero



Contrapeso

4. PROCEDIMIENTO

Proceso de carga con el caucho (Banda) 

Pesar cada uno de los pesas de acero.



Colocar el caucho (banda) en el deformímetro y encerar.



Colocar el contrapeso sobre el deformímetro.



Colocar una de las pesas sobre la base de pesas y esperar 1 minuto.



Anotar el valor de la deformación en grados.



Colocar la segunda pesa sobre la primera, esperar 1 minuto. Grupo 1



Anotar el valor de la deformación.



Repetir el procedimiento con las pesas restantes.

Proceso de descarga 

Retirar la primera pesa, esperar 1 minuto.



Anotar el valor de la deformación en grados.



Repetir el mismo procedimiento con las pesas restantes.

Proceso de carga con el acero (Resorte) 

Pesar cada una de las pesas de acero.



Colocar el acero (resorte) en el deformímetro y encerar.



Colocar el contrapeso sobre deformímetro.



Colocar una de las pesas sobre la base de pesas y esperar 1 minuto.



Anotar el valor de la deformación en grados.



Colocar la segunda pesa sobre la primera, esperar 1 minuto.



Anotar el valor de la deformación.



Repetir el procedimiento con las pesas restantes.

Proceso de descarga 

Retirar la primera pesa, esperar 1 minuto.



Anotar el valor de la deformación en grados.



Repetir el mismo procedimiento con las pesas restantes.

Grupo 1

5. TABLAS

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA CARRERA DE MECÁNICA EXPERIMENTO : "ELASTICIDAD Y PLASTICIDAD" TABLA N° 1 GRUPO N° 1

RESORTE CARGA N° CARGA SIN CARGA

1 2 3 4 5

CARGA (gr.)

CARGA ACUMULADA (gr.)

LECTURA TRANSPORTADOR (grados)

0 164,4 221,9 215,0 174,0 207,5

0 164,4 386,3 601,3 775,3 982,8

0 39 94 145 190 246

DEFORMACIÓN (mm)

0

10,891 26,249 40,492 53,058 68,696

DESCARGA N° CARGA

CARGA (gr.)

CARGA ACUMULADA (gr.)

LECTURA TRANSPORTADOR (grados)

5 4 3 2 1

207,5 174,0 215,0 221,9 164,4

982,8 775,3 601,3 386,3 164,4

246 200 154 101 46

SIN CARGA

0

0

4

DEFORMACIÓN (mm)

68,696 55,851 43,005 28,205 12,846 1,117

Grupo 1

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA CARRERA DE MECÁNICA

EXPERIMENTO: "ELASTICIDAD Y PLASTICIDAD" TABLA N° 2 GRUPO N° 1

CAUCHO CARGA N° CARGA

CARGA (gr.)

CARGA ACUMULADA (gr.)

LECTURA TRANSPORTADOR (grados)

DEFORMACIÓN (mm)

SIN CARGA

0

0

0

0

1 2 3 4 5

164,4 221,9 215,0 174,0 207,5

164,4 386,3 601,3 775,3 982,8

14 51 101 156 226

3,910 14,242 28,205 43,564 63,111

CARGA (gr.)

CARGA ACUMULADA (gr.)

LECTURA TRANSPORTADOR (grados)

DEFORMACIÓN (mm)

207,5 174,0 215,0 221,9 164,4 0

982,8 775,3 601,3 386,3 164,4 0

226 214 183 131 71 30

63,111 59,760 51,103 36,582 19,827 8,378

DESCARGA N° CARGA

5 4 3 2 1 SIN CARGA

Grupo 1

6. DIAGRAMAS

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7. CÁLCULOS TÍPICOS 7.1 NOMENCLATURA ∅ = Diámetro polea ∆𝐿 =Deformación

Cálculos  Cálculo de la deformación 𝜋∗∅

∆𝐿 = 360° ∗ 𝑙𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑑𝑎 ∆𝐿 =

𝜋∗32 𝑚𝑚 360°

∗ 39°

∆𝐿 = 10,891 𝑚𝑚

𝑊𝜔 = 8,9 gr 8. CONCLUSIONES TÉCNICAS 

Se determinó que tomar varias veces una misma medida (sea de tiempo o longitud) permite obtener valores medios que reducen el margen de error, proporcionando resultados precisos para su respectivo análisis.



Se estableció que el periodo promedio del sistema masa-resorte utilizado, con una masa promedio de 0.175 kg, y de 60 segundos. El alargamiento del resorte no influye en el periodo de oscilación, pero si influye la masa y el tipo de resorte.



Se concluye que de acuerdo a los diagramas 1 y 2 tanto el caucho como el resorte tienen características plásticas pues no regresan a su estado original, presentándose una deformación mucho mayor en el caucho.

9. BIBLIOGRAFÍA O LINKOGRAFIA [1].F. Singer, “Diagrama esfuerzo-deformación”. Resistencia de materiales. Paniagua, Alfaomega Grupo Editor S.A.Mexico, 2008, pp.27-28 [2]. Anónimo. 2012, 12. Plasticidad, “Mecánica de sólidos”. 2017, Disponible en: http://www.arqhys.com/construccion/plasticidad-mecanica-solidos.html.

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10. ANEXOS

FOTOGRAFÍA 1

Encerando el graduador.

FOTOGRAFÍA 4

Apuntando el valor de la lectura transportada.

FOTOGRAFÍA 2

Alistando el equipo (deformímetro) con la banda de caucho . FOTOGRAFÍA 5

Retirando la pesa de acero de la base. (Descarga)

FOTOGRAFÍA 3

Colocando la pesa de acero en la base (Carga) FOTOGRAFÍA 6

Tomando la medida del diámetro de la polea.

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