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• Ricardo Dominguez

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Ciencias Sociales y Administrativas Ingeniería Industrial

PRUEBAS DE CALIDAD PARA LA INGENIERIA INDUSTRIAL

PRACTICA NO.2 “CARGAS AXIALES” ALUMNO: FORTINO

DOMINGUEZ

SANTOS

Profesor: VIGNATI SANCHEZ ENRIQUE Secuencia: 2IV54

Fecha: 08 de Septiembre del 2014

RICARDO

CARGAS AXIALES OBJETIVO El alumno será capaz al concluir esta práctica, de reconocer y definir el concepto de carga axial, además estará preparado para entender e interpretar el concepto de esfuerzo y deformación además de su obtención. Por otra parte deberá establecer la diferencia entre los conceptos de desplazamiento y deformación. Marco Teórico Cuando se estudian elementos en compresión. Estos podrían llegar a ser tan delgados que no se comportarían en la forma considerada. Por ejemplo, una regla ordinaria de un metro sometida a una fuerza de compresión axial bastante pequeña, tiene una tendencia notoria a pandearse lateralmente y sufrir la falla o ruptura; por tanto se aplicara solo a elementos de compresión con carga axial, que son más bien cortos, es decir, a bloque de poca altura. Los Esfuerzos axiales. Son aquellos debidos a fuerzas que actúan a lo largo del eje del elemento.Los esfuerzos normales axiales por lo general ocurren en elementos como cables, barras o columnassometidos a fuerzas axiales (que actúan a lo largo de su propio eje), las cuales pueden ser de tensión o descompresión. Además de tener resistencia, los materiales deben tener rigidez, es decir tener capacidad de oponerse a las deformaciones (d) puesto que una estructura demasiado deformable puede llegar a ver comprometida su funciona1idad y obviamente su estética. En el caso de fuerzas axia1es (de tensión o compresión), se producirán en el elemento alargamientos o acortamientos, respectivamente.

APARATOS Y EQUIPOS MAQUINA DE ENSAYO La máquina de ensayo tiene la capacidad de realizar pruebas de cargas estáticas y dinámicas en materiales y componentes. Esta máquina es semejante a una prensa con la que es posible someter materiales a ensayos de tracción y compresión para medir sus propiedades. La presión se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos o un sistema hidráulico. Esta máquina es ampliamente utilizada en la caracterización de nuevos materiales. Así por ejemplo, se ha utilizado en la medición de las propiedades de tensión de los polímeros. Se pueden utilizar diferentes materiales desde plásticos, aluminio, compuestos hasta aceros. Tiene la capacidad de realizar diferentes pruebas como pruebas de tensión, compresión, fatiga, fractura mecánica y durabilidad de los materiales.

1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO TENSION Antes de colocar la probeta, en las mordazas, deberán tomarse las dimensiones que sean requeridas en ella

Características de la probeta Las probetas que se usan para el ensayo de tensión generalmente es una muestra a la que se le da una preparación previa. Esta consiste en reducir el area del material en una longitud calibrada, que precisamente será en la que se tomen y observen los datos y resultados de la prueba. MEDICIONES: Acero

RANGO DE CARGA CARGA (kgfmm2) 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800

DEFRMACION 250 350 424 477 528 578 612 647 665 710 737 767 794 820 845 847 862 897 935

CARGA (kgfmm2) 4200 4400 4600 4800 5000 5200 5400 5800 6000 6200 6400 6600 6800 7000 7200 7400 7600 7800 7900

4000

1022

8000

DEFRMACION 1131 1285 1461 1664 1884 2125 2385 2663 2966 3288 3633 3998 4385 4798 5243 5715 6227 6799 Punto de ruptura -

Resultado obtenido: 7900 kgfmm2 – Punto de ruptura ------ carga máxima 30.5 cm longitud de deformación

Diámetro de ruptura: 8.95 mm

2. Ensayo de micro tensión Cuando los materiales que se pretenden analizar bajo un ensayo de tensión, son de baja resistencia y/o sección transversal pequeña, se esperará tener como resultado la aplicación de cargas de pequeño valor, para estos casos será necesario hacer uso de maquinas que tengan un intervalo de cargas menores a las que tradicionalmente se manejan, bajo estas condiciones, se puede hablar de un ensayo de Micro tensión. Este ensayo es propio para el ensayo de materiales tales como:  

Materiales de pequeña sección transversal (ej.: alambres y láminas delgadas, etc.) Materiales de bajo esfuerzo mecánico (ej.: telas, papel, plásticos, etc.)

MATERIAL: PLASTICO

MEDIDAS:

LT = 21 cm

d = 12 cm

3. Ensayo de compresión En ingeniería, el ensayo de compresión es un ensayo técnico para determinar la resistencia de un material o su deformación ante unesfuerzo de compresión. En la mayoría de los casos se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarse sobre cualquier material. Se suele usar en materiales frágiles. La resistencia en compresión de todos los materiales siempre es mayor o igual que en tracción. El ensayo de compresión se realiza para determinar las propiedades de un material frente a una solicitación axial negativa. Solicitación que pretende comprimir la probeta de ensayo El fin del ensayo de compresión puede ser determinar las propiedades de un material o el comportamiento de un componente o sistema completo frente a una solicitación externa. Determinación de las propiedades del material: ejemplo: norma EN 196-1 resistencia mecánica de cementos y morteros. Se busca obtener valores “absolutos” de resistencia del cemento, de forma que se puedan clasificar y comparar. En esta normativa se describe todo el proceso de ensayo de forma que su preparación, curado y proporción de componentes no pongan en compromiso la comparación de resultados entre diferentes fábricas y países. Las probetas se preparan mediante la mezcla controlada del cemento, junto con los áridos y el agua en composición, cantidades y con un procedimiento muy detallado. Las propiedades mecánicas del cemento determinadas en el ensayo de compresión según EN 196-1 dependen directamente del proceso de preparación de probeta, su curación y por supuesto de la máquina de ensayo y el procedimiento de ensayo de compresión. Comportamiento del elemento a ensayar: en este caso, el objetivo está orientado principalmente a la determinación de los límites de trabajo del elemento en cuestión: fuerza máxima, deformación a rotura, inicio de grieta, etc. Estos valores permitirán verificar que los diseños realizados teóricamente se corresponden con los valores empíricos obtenidos en una simulación real de trabajo.

Para que el ensayo se realice de forma precisa y repetitiva, se necesita una máquina de ensayo que garantice que tanto las mediciones como el control, como su comportamiento son por lo menos como lo requiere la norma. Por último, es necesario disponer de un software de ensayo de materiales capaz de permitir al usuario configurar el ensayo, realizar los cálculos acorde a la normativa en cuestión, representar gráficas y analizar valores. Existe numerosa normativa internacional que define con detalle los parámetros del ensayo, requisitos de la máquina de ensayo, cálculos a realizar sobre los valores obtenidos en el ensayo de tracción, etc. En función del tipo de material, su proceso de fabricación, aplicación y condiciones de trabajo, existe una normativa concreta o EN 196-1 : resistencia mecánica de cementos y morteros o ASTM C109: Resistencia a compresión de morteros de cemento con probetas de 2” o ASTM C349: Resistencia a compresión de morteros de cemento usando prismas partidos a flexión o ISO 679 : Determinación de la resistencia del cemento o EN 12390-3: Resistencia a compresión del hormigón o EN 12390-4: Características de la máquina de ensayo para determinación de resistencia del hormigón o ISO 4012: Determinación de resistencia del hormigón a compresión o ASTM C39: Determinación de la resistencia en ensayo de compresión de probetas cilíndricas de hormigón o ASTM E-9 : Ensayo de compresión sobre materiales metálicos o ASTM D-695: ensayo de compresión sobre plásticos Dependiendo el tipo de material y sobre todo la carga máxima del ensayo se pueden emplear los siguientes tipos de máquinas de ensayo de materiales de IBERTEST para realizar el ensayo de tracción: PROCEDIMIENTO DE ENSAYO Antes de colocar la probeta entre los platos de compresión, deberán tomarse las dimensiones y los datos que de ella se requiera. La probeta deberá ser colocada en los platos de compresión, de tal forma que este quede centrada con el eje de aplicación de la carga, y de esta manera se asegure , dentro de lo posible, la aplicación de una carga axial. Deberá observarse que la cara de los platos y de la probeta sean paralelas, para evitar un deslizamiento de esta última.

Aplicar presión al sistema hidráulico de la maquina, de tal forma que se pueda ajustar a cero el dinamómetro (carga) de la misma, así mismo, deberá, bajo esta condición, ajustarse el dispositivo de medición de la deformación. Aplicar carga de manera gradual. MATERIAL: ALUMINIO

MADERA

D= 12.9 mm

L=10 cm

LT= 40.7 mm

a= 2.4 cm l = 2.4 cm

Características de la probeta Las probetas que se usen para el desarrollo de un ensayo de compresión, dependerán del tipo de material que se ensayara, es decir , si se trata de un material dúctil o uno frágil.

Punto de ruptura Aluminio:

Punto de ruptura Madera:

1305 kgfmm2

2760 kgfmm 2

Conclusiones: En esta práctica pudimos estudiar los ensayos de tensión y compresión los cuales permiten conocer con anterioridad a que una pieza falle, los posibles defectos e imperfecciones presentes. Teniendo en cuenta el material a tratar. La importancia y gran ventaja de los ensayos analizados es que permiten realizar las pruebas con un fragmento de la pieza, arrojando información valiosa de su estado. Permiten evaluar de manera muy precisa los acabados superficiales y subsuperficiales y encontrar los defectos en el procedimiento. Los ensayos de tensión y compresión requieren personal calificado y con experiencia, pues no es posible realizar estas pruebas únicamente teniendo disponibilidad de los equipos.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Ciencias Sociales y Administrativas Ingeniería Industrial

PRUEBAS DE CALIDAD PARA LA INGENIERIA INDUSTRIAL

PROBLEMARIO DE DUREZA Y CARGAS AXIALES ALUMNO: FORTINO

DOMINGUEZ

SANTOS

Profesor: VIGNATI SANCHEZ ENRIQUE Secuencia: 2IV54

Fecha: 08 de Septiembre del 2014

RICARDO