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MODULO RESISTENCIA DE MATERIALES

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Academic year: 2021

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MODULO RESISTENCIA DE

MATERIALES

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2

CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ... 3

2. GUIAS DE LABORATORIO ... 4

3.1. Ensayo de tensión en metales ... 4

3.2. Ensayo de tensión en juntas soldadas ... 10

3.3. Ensayo de compresión en Metales ... 15

3.4. Ensayo de Resistencia de Materiales. ... 20

3.5. Ensayo de resistencia de Materiales. ... 25

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3 1. INTRODUCCIÓN

El presente documento pretende agrupar y mostrar los respectivos ensayos de laboratorio que se desarrollaran en la materia de Resistencia de Materiales, en los cuales se identifican los principales tipos de ensayos usados para determinar las propiedades mecánicas de los materiales, los quipos requeridos y el análisis de dichos ensayos. Esto permitirá al estudiante su familiarización con las pruebas experimentales que soportaran las teorías espuelas en el desarrollo de la materia y a su vez fortalecerá su capacidad de confrontar los conocimientos teóricos con la experiencia práctica en su entorno.

Elaborado por Alfredo Emilio Trigos Quintero

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4 2. GUIAS DE LABORATORIO

3.1. Ensayo de tensión en metales

Programa Académico: Ingeniería Mecánica Práctica de laboratorio de asignatura: Ensayo de Tensión en Metales

Código de la asignatura: 181414

Nombre del docente: Alfredo Emilio Trigos Quintero Duración: 2 Horas

UNIDAD: UNO

Tema: ESFUERZO Y DEFORMACION INTRODUCCIÓN.

Este ensayo consiste en someter a unas probetas normalizadas a fuerzas en sus extremos que tienden a aumentar su longitud hasta que la probeta se rompa (según la norma NTC 2289). Las propiedades mecánicas son aquellas medidas de los materiales que para determinarse requieren la aplicación de una fuerza externa

COMPETENCIAS GENÉRICAS COMPETENCIAS DEL

SABER - SER

COMPETENCIAS DEL

SABER – CONOCER COMPETENCIAS DEL SABER - HACER 1. Comprende la

responsabilidad y el compromiso ético en su formación profesional. 2. Posee habilidad para la comprensión y

adaptabilidad e interés por el bienestar del prójimo y cortesía en la dinámica de grupo.

3. Habilidad y adaptación para trabajar en equipo y planificar el tiempo. 1. Habilidades para buscar, procesar y analizar información procedente de fuentes diversas. 2. Conocer nuevos procedimientos para hacer mejor las cosas. 3. usar la información adecuada para la

solución de problemas de aplicación

1. Demuestra capacidad para actuar en nuevas situaciones.

2. Identifica, planea y resuelve problemas. 3.. Sabe manejar tablas, gráficos y datos.

(5)

5 COMPETENCIAS ESPECÍFICAS COMPETENCIAS DEL SABER - SER COMPETENCIAS DEL SABER - CONOCER COMPETENCIAS DEL SABER - HACER 1. Asume con responsabilidad su desarrollo personal. 2. Desarrolla el sentido de responsabilidad a través de las actividades extra clase. 3. Demuestra iniciativa y voluntad de tomar decisiones frente a la incertidumbre. 4. Indaga, escucha y dialoga con sus compañeros en la búsqueda de la solución adecuada a

un problema

específico.

1. Domina los conceptos impartidos en el curso. 2. Desarrolla conocimiento

y habilidades para solución de problemas. 3. Reconoce los diferentes

tipos de esfuerzos que pueden ser aplicados a las piezas de las maquinas. 4. Determinar el estado de deformaciones de elementos mecánicos sometidos a carga. 1. Determinar gráficamente el estado de esfuerzos, desplazamientos y deformaciones en cualquier punto de un elemento mecánico sometido a una carga. 2. Analizar los diferentes

tipos de esfuerzos y deformaciones ocasionados en una viga. 3. Permitir a sus estudiantes confrontar los conocimientos teóricos con la experiencia práctica en su entorno OBJETIVO GENERAL

Determinar el comportamiento de un metal cuando es sometido a esfuerzos axiales de tensión.

MARCO TEÓRICO DESCRIBIR los temas que deben consultar los estudiantes.

Las normas referenciadas para el ensayo de tensión en metales son Norma NTC 2289 y NTC 2

(6)

6 PROCEDIMIENTO

 Fijar la longitud de ensayo. Lo = longitud entre marcas (90 mm ó 60 mm).  Colocar la probeta entre las mordazas de la máquina universal.

 Graduar la velocidad de aplicación.

 Colocar y ajustar el extensómetro y el deformímetro, ajustar el reloj dinamométrico.

 Accionar la máquina universal e ir tomando lecturas de carga y de deformación.

 Tomar los datos del diámetro final, longitud total final  Cortar un segmento de aproximadamente 40 mm y pesar.

MATERIALES Y/O REACTIVOS

 Máquina universal de ensayos. Escala 0: 20 Ton.  Deformímetro.  Extensómetro.  Calibrador.  Probeta.  Flexómetro.  Balanza.  Cortadora de disco

REVISIÓN DE FICHAS TÉCNICAS DE LOS EQUIPOS DE LABORATORIO si se cuenta con imágenes se presentan y se listan los materiales a utilizar en la práctica de laboratorio

Con los datos de registro se prepones analizar la siguiente información en el equipo, detallada a continuación por el docente:

Instrumento: ___________________________

Sensibilidad: ____________________________

(7)

7 CÁLCULO, RESULTADOS Y ANÁLISIS DE DATOS

 A partir de los valores de esfuerzo y deformación unitaria calculados trazar la curva esfuerzo vs. deformación unitaria (ζ vs. ε). Marcar puntos característicos.

 De la curva Esfuerzo vs Deformación unitaria determinar el esfuerzo en:  Límite de proporcionalidad (ζlp).

 Límite elástico (ζle).  Límite de fluencia (ζf ).  Último (ζu ).

 Rotura (ζR ).

 Demarcar la zona elástica y la zona plástica.  Determinar el módulo de elasticidad.

 Determinar las medidas de ductilidad.  Porcentaje de elongación (Δδ).  Porcentaje de estricción ( ε ).

 Determinar el módulo de resiliencia (UR )  Determinar el módulo de tenacidad (UT )

(8)

8 ANÁLISIS DE GRÁFICAS

Explique qué utilización práctica tiene el esfuerzo en el límite de proporcionalidad y el esfuerzo de fluencia hallados en el diagrama esfuerzo vs deformación unitaria.

¿Qué normas nacionales e internacionales son aplicables al ensayo de tensión de metales?

Verifique si los resultados del esfuerzo de fluencia, esfuerzo último, coinciden con especificados por el fabricante en caso de tener la clasificación del material, de lo contrario busque un material comercial que se asemeje a los resultados obtenidos.

OBSERVACIONES

Contar con los elementos de protección personal y los requisitos para ingresar al laboratorio de acuerdo con lo establecido en el Manual de Bioseguridad del laboratorio

CONCLUSIONES.

Compara los datos iniciales de la probeta con los datos finales, revisar el tipo de falla que sufrió el elemento, comparar los datos del ensayo con los datos teóricos del esfuerzo y la deformación. Sacar sus propias conclusiones.

(9)

9 RÚBRICA DE EVALUACIÓN LABORATORIO

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

BAJO

(0,0 – 2,9) (3.0 – 3,9) MEDIO (4.0 – 5,0) ALTO PORCENTAJE

Exploración No se evidencia interés en la búsqueda y organización de la actividad a desarrollar, reflejado en la poca participación e indagación sobre el tema. El estudiante emplea información básica para el desarrollo de la actividad, mostrando un leve interés. El estudiante muestra interés, investiga y se aproxima al fenómeno de estudio, usando la información exacta y adecuada para la solución del caso. 30% Práctica No se presenta el paso a paso de las actividades de experimentación planteadas en el pre informe. Se evidencia poco dominio en el uso de materiales y elementos para el desarrollo de las actividades de experimentación. Las actividades de experimentación se desarrollan paso a paso, siguiendo las actividades propuestas en el informe, mostrando dominio en el manejo y uso de materiales y elementos de laboratorio. 50% Socialización El estudiante no presenta los resultados planteados en el desarrollo de las actividades. El estudiante presenta resultados escuetos que dan respuesta medianamente a la explicación del fenómeno en estudio. Los estudiantes presentan los resultados, análisis, conclusiones o modelos que permitan la explicación del fenómeno en estudio. 20% TOTAL 100%

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10 3.2. Ensayo de tensión en juntas soldadas

Programa Académico: Ingeniería Mecánica Práctica de laboratorio de asignatura: Ensayo de Tensión en Juntas

soladas

Código de la asignatura: 181414

Nombre del docente: Alfredo Emilio Trigos Quintero Duración: 2 Horas

UNIDAD: UNO

TEMA: ESFUERZO Y DEFORMACION INTRODUCCIÓN.

Este ensayo consiste en someter a unas juntas soldadas de dimensiones estandarizadas a esfuerzos de tracción hasta que presente la rotura

COMPETENCIAS GENÉRICAS COMPETENCIAS DEL

SABER - SER

COMPETENCIAS DEL

SABER – CONOCER COMPETENCIAS DEL SABER - HACER 1. Comprende la

responsabilidad y el compromiso ético en su formación profesional. 2. Posee habilidad para la comprensión y

adaptabilidad e interés por el bienestar del prójimo y cortesía en la dinámica de grupo. 3. Habilidad y adaptación para trabajar en equipo y planificar el tiempo. 1. Habilidades para buscar, procesar y analizar información procedente de fuentes diversas. 2. Conocer nuevos procedimientos para hacer mejor las cosas. 3. usar la información adecuada para la solución de problemas de aplicación

1. Demuestra capacidad para actuar en nuevas situaciones.

2. Identifica, planea y resuelve problemas. 3. Sabe manejar tablas, gráficos y datos.

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11 COMPETENCIAS ESPECÍFICAS COMPETENCIAS DEL SABER - SER COMPETENCIAS DEL SABER - CONOCER COMPETENCIAS DEL SABER - HACER 5. Asume con responsabilidad su desarrollo personal. 6. Desarrolla el sentido de responsabilidad a través de las actividades extra clase. 7. Demuestra iniciativa y voluntad de tomar decisiones frente a la incertidumbre. 8. Indaga, escucha y dialoga con sus compañeros en la búsqueda de la solución adecuada a

un problema

específico.

5. Domina los conceptos impartidos en el curso. 6. Desarrolla conocimiento

y habilidades para solución de problemas. 7. Reconoce los diferentes

tipos de esfuerzos que pueden ser aplicados a las piezas de las maquinas. 8. Determinar el estado de deformaciones de elementos mecánicos sometidos a carga. 4. Determinar gráficamente el estado de esfuerzos, desplazamientos y deformaciones en cualquier punto de un elemento mecánico sometido a una carga. 5. Analizar los diferentes

tipos de esfuerzos y deformaciones ocasionados en una viga. 6. Permitir a sus estudiantes confrontar los conocimientos teóricos con la experiencia práctica en su entorno OBJETIVO GENERAL

Determinar el comportamiento de un metal cuando es sometido a esfuerzos axiales de tensión.

MARCO TEÓRICO Describir los temas que deben consultar los estudiantes.

Las normas referenciadas para el ensayo de tensión en metales son Normas NTC 206, 526, 2156, 2229

(12)

12 PROCEDIMIENTO

 Pesar la junta soldada

 Ajustar la junta soldada en la máquina universal.  Graduar la velocidad de aplicación de la carga.

 Accionar la máquina e ir tomando valores de carga y deformación.  Observar y analizar la forma de la falla.

 Cortar un segmento de la junta soldada y pesar.

MATERIALES Y/O REACTIVOS

 Máquina universal de ensayos. Escala 0 : 20 Ton.  Deformímetro.  Extensómetro.  Calibrador.  Probeta.  Flexómetro.  Balanza.  Cortadora de disco

REVISIÓN DE FICHAS TÉCNICAS DE LOS EQUIPOS DE LABORATORIO si se cuenta con imágenes se presentan y se listan los materiales a utilizar en la práctica de laboratorio

Con los datos de registro se prepones analizar la siguiente información en el equipo, detallada a continuación por el docente:

Instrumento: ___________________________

Sensibilidad: ____________________________

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13 CÁLCULO , RESULTADOS Y ANÁLISIS DE DATOS

 Graficar esfuerzo vs. Deformación unitaria (ζ vs Є).

 Determinar las características mecánicas del material ensayado.  Analizar el tipo de esfuerzo que causó la falla.

 Determinar el esfuerzo que provocó la falla.  Determinar la eficiencia de la junta soldada.

 Determinar el porcentaje de alargamiento y acortamiento de la sección.  Dibujar la fractura presentada en el material.

 Determinar el peso específico.

ANÁLISIS DE GRÁFICAS

 Explique porqué la falla se presentó en el cordón o en la platina.

 ¿Qué incidencia tiene la temperatura de soldado en el material base?

 ¿Cómo deben ser las propiedades del electrodo y la composición química con respecto al material base?

OBSERVACIONES

Contar con los elementos de protección personal y los requisitos para ingresar al laboratorio de acuerdo con lo establecido en el Manual de Bioseguridad del laboratorio

CONCLUSIONES.

Compara los datos iniciales de la probeta con los datos finales, revisar el tipo de falla que sufrió el elemento, comparar los datos del ensayo con los datos teóricos del esfuerzo y la deformación. Sacar sus propias conclusiones.

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14 RÚBRICA DE EVALUACIÓN LABORATORIO

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

BAJO

(0,0 – 2,9) (3.0 – 3,9) MEDIO (4.0 – 5,0) ALTO PORCENTAJE

Exploración No se evidencia interés en la búsqueda y organización de la actividad a desarrollar, reflejado en la poca participación e indagación sobre el tema. El estudiante emplea información básica para el desarrollo de la actividad, mostrando un leve interés. El estudiante muestra interés, investiga y se aproxima al fenómeno de estudio, usando la información exacta y adecuada para la solución del caso. 30% Práctica No se presenta el paso a paso de las actividades de experimentación planteadas en el preinforme. Se evidencia poco dominio en el uso de materiales y elementos para el desarrollo de las actividades de experimentación. Las actividades de experimentación se desarrollan paso a paso, siguiendo las actividades propuestas en el informe, mostrando dominio en el manejo y uso de materiales y elementos de laboratorio. 50% Socialización El estudiante no presenta los resultados planteados en el desarrollo de las actividades. El estudiante presenta resultados

escuetos que dan respuesta medianamente a la explicación del fenómeno en estudio. Los estudiantes presentan los resultados, análisis, conclusiones o modelos que permitan la explicación del fenómeno en estudio. 20% TOTAL 100%

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15 3.3. Ensayo de compresión en Metales

Programa Académico: Ingeniería Mecánica Práctica de laboratorio de asignatura: Compresión en Metales

Código de la asignatura: 181414

Nombre del docente: Alfredo Emilio Trigos Quintero Duración: 2 horas

UNIDAD: UNO

TEMA: ESFUERZO Y DEFORMACION INTRODUCCIÓN.

El ensayo de compresión de metales consiste en someter una probeta metálica normalizada a fuerzas que tienden a acortar su longitud hasta romperla o hasta que falle por deformación.

COMPETENCIAS GENÉRICAS COMPETENCIAS DEL

SABER - SER

COMPETENCIAS DEL

SABER – CONOCER COMPETENCIAS DEL SABER - HACER 1. Comprende la

responsabilidad y el compromiso ético en su formación profesional. 2. Posee habilidad para la comprensión y

adaptabilidad e interés por el bienestar del prójimo y cortesía en la dinámica de grupo.

3. Habilidad y adaptación para trabajar en equipo y planificar el tiempo. 1. Habilidades para buscar, procesar y analizar información procedente de fuentes diversas. 2. Conocer nuevos procedimientos para hacer mejor las cosas.

3. usar la información adecuada para la solución de problemas de

aplicación

1. Demuestra capacidad para actuar en nuevas situaciones.

2. Identifica, planea y resuelve problemas. 3.. Sabe manejar tablas, gráficos y datos.

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16 COMPETENCIAS ESPECÍFICAS COMPETENCIAS DEL SABER - SER COMPETENCIAS DEL SABER - CONOCER COMPETENCIAS DEL SABER - HACER 9. Asume con responsabilidad su desarrollo personal. 10. Desarrolla el sentido de responsabilidad a través de las actividades extra clase. 11. Demuestra iniciativa y voluntad de tomar decisiones frente a la incertidumbre. 12. Indaga, escucha y dialoga con sus compañeros en la búsqueda de la solución adecuada a

un problema

específico.

9. Domina los conceptos impartidos en el curso. 10. Desarrolla conocimiento

y habilidades para solución de problemas. 11. Reconoce los diferentes

tipos de esfuerzos que pueden ser aplicados a las piezas de las maquinas. 12. Determinar el estado de deformaciones de elementos mecánicos sometidos a carga. 7. Determinar gráficamente el estado de esfuerzos, desplazamientos y deformaciones en cualquier punto de un elemento mecánico sometido a una carga. 8. Verificar la seguridad

de los componentes de un sistema mecánico, teniendo en cuenta los materiales utilizados, las formas y las dimensiones. 9. Analizar los diferentes

tipos de esfuerzos y deformaciones ocasionados en una viga. 10. Permitir a sus estudiantes confrontar los conocimientos teóricos con la experiencia práctica en su entorno OBJETIVO GENERAL

Estudiar el comportamiento de los metales cuando están sometidos a cargas de compresión.

MARCO TEÓRICO DESCRIBIR los temas que deben consultar los estudiantes.

Las normas referenciadas para el ensayo de tensión en metales son Norma NTC 2289 y NTC 2

(17)

17 PROCEDIMIENTO

 Tomar medidas de diámetro y longitud de la probeta.  Pesar la probeta

 Colocar la probeta entre los discos opresores de tal forma que garantice una carga axial.

 Graduar la velocidad de aplicación de la carga de acuerdo al material a ensayar. La velocidad debe ser gradual para evitar probables vibraciones.  Accionar la máquina y tomar las lecturas de carga y deformación.

 Una vez finalizado el ensayo tomar medidas de longitud y diámetro de la probeta.

MATERIALES Y/O REACTIVOS

 Máquina universal de ensayos. Escala 0: 1 Ton.  Deformímetro.  Extensómetro.  Calibrador.  Probeta.  Flexómetro.  Balanza.

REVISIÓN DE FICHAS TÉCNICAS DE LOS EQUIPOS DE LABORATORIO si se cuenta con imágenes se presentan y se listan los materiales a utilizar en la práctica de laboratorio

Con los datos de registro se prepones analizar la siguiente información en el equipo, detallada a continuación por el docente:

Instrumento: ___________________________

Sensibilidad: ____________________________ Con los datos registrados diligencie la siguiente Tabla:

(18)

18 CÁLCULO , RESULTADOS Y ANÁLISIS DE DATOS

 Realizar con los valores tomados, la gráfica esfuerzo vs deformación unitaria (ζ vs Є), marcar los puntos característicos.

 Determinar volumen inicial y final de la probeta.  Determinar porcentaje de acortamiento

 Determinar porcentaje de modificación de la sección.

 En el límite proporcional, determinar: Esfuerzo, Deformación unitaria, Longitud, Diámetro.

 Determinar coeficiente de Poisson

 Determinar el esfuerzo de fluencia (método del 0.2%)  Determinar el módulo de elasticidad

 Dibujar la forma como falló la probeta.  Determinar el peso específico del material

ANÁLISIS DE GRÁFICAS

 ¿Qué diferencias existen en los diagramas de esfuerzo vs deformación unitaria para los ensayos de tensión y compresión?

 Enumere un grupo de materiales para los que es más útil la utilización del ensayo de compresión en la determinación de las propiedades mecánicas.  Enumere las normas nacionales e internacionales utilizadas en el ensayo de

compresión de metales.

OBSERVACIONES.

Contar con los elementos de protección personal y los requisitos para ingresar al laboratorio de acuerdo a lo establecido en el Manual de Bioseguridad del laboratorio. CONCLUSIONES

Compara los datos iniciales de la probeta con los datos finales, revisar el tipo de falla que sufrió el elemento, comparar los datos del ensayo con los datos teóricos del esfuerzo y la deformación. Sacar sus propias conclusiones.

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19 RÚBRICA DE EVALUACIÓN LABORATORIO

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

BAJO

(0,0 – 2,9) (3.0 – 3,9) MEDIO (4.0 – 5,0) ALTO PORCENTAJE

Exploración No se evidencia interés en la búsqueda y organización de la actividad a desarrollar, reflejado en la poca participación e indagación sobre el tema. El estudiante emplea información básica para el desarrollo de la actividad, mostrando un leve interés. El estudiante muestra interés, investiga y se aproxima al fenómeno de estudio, usando la información exacta y adecuada para la solución del caso. 30% Práctica No se presenta el paso a paso de las actividades de experimentación planteadas en el preinforme. Se evidencia poco dominio en el uso de materiales y elementos para el desarrollo de las actividades de experimentación. Las actividades de experimentación se desarrollan paso a paso, siguiendo las actividades propuestas en el informe, mostrando dominio en el manejo y uso de materiales y elementos de laboratorio. 50% Socialización El estudiante no presenta los resultados planteados en el desarrollo de las actividades. El estudiante presenta resultados

escuetos que dan respuesta medianamente a la explicación del fenómeno en estudio. Los estudiantes presentan los resultados, análisis, conclusiones o modelos que permitan la explicación del fenómeno en estudio. 20% TOTAL 100%

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20 3.4. Ensayo de Resistencia de Materiales.

Programa Académico: Ingeniería Mecánica Práctica de laboratorio de asignatura: Compresión En Madera

Código de la asignatura: 181414

Nombre del docente: Alfredo Emilio Trigos Quintero Duración: 2 horas

UNIDAD : UNO

TEMA : ESFUERZO Y DEFORMACION INTRODUCCIÓN.

El ensayo de compresión de la madera consiste en someter a una probeta normalizada a cargas de compresión hasta que falle, ya sea, por la aplicación de dicha carga, paralela a las fibras o perpendicular a las fibras. La madera es un material no isotrópico.

COMPETENCIAS GENÉRICAS COMPETENCIAS DEL

SABER - SER

COMPETENCIAS DEL

SABER – CONOCER COMPETENCIAS DEL SABER - HACER 1. Comprende la

responsabilidad y el compromiso ético en su formación profesional. 2. Posee habilidad para la comprensión y

adaptabilidad e interés por el bienestar del prójimo y cortesía en la dinámica de grupo. 3. Habilidad y adaptación para trabajar en equipo y planificar el tiempo. 1. Habilidades para buscar, procesar y analizar información procedente de fuentes diversas. 2. Conocer nuevos procedimientos para hacer mejor las cosas.

3. usar la información adecuada para la solución de problemas de

aplicación

1. Demuestra capacidad para actuar en nuevas situaciones.

2. Identifica, planea y resuelve problemas. 3.. Sabe manejar tablas, gráficos y datos.

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21 COMPETENCIAS ESPECÍFICAS COMPETENCIAS DEL SABER - SER COMPETENCIAS DEL SABER - CONOCER COMPETENCIAS DEL SABER - HACER 13. Asume con responsabilidad su desarrollo personal. 14. Desarrolla el sentido de responsabilidad a través de las actividades extra clase. 15. Demuestra iniciativa y voluntad de tomar decisiones frente a la incertidumbre. 16. Indaga, escucha y dialoga con sus compañeros en la búsqueda de la solución adecuada a

un problema

específico.

13. Domina los conceptos impartidos en el curso. 14. Desarrolla conocimiento

y habilidades para solución de problemas. 15. Reconoce los diferentes

tipos de esfuerzos que pueden ser aplicados a las piezas de las maquinas. 16. Determinar el estado de deformaciones de elementos mecánicos sometidos a carga. 11. Determinar gráficamente el estado de esfuerzos, desplazamientos y deformaciones en cualquier punto de un elemento mecánico sometido a una carga. 12. Analizar los diferentes

tipos de esfuerzos y deformaciones ocasionados en una viga. 13. Permitir a sus estudiantes confrontar los conocimientos teóricos con la experiencia práctica en su entorno OBJETIVO GENERAL

 Estudiar el comportamiento de la madera bajo la acción de fuerzas axiales de compresión.

MARCO TEÓRICO DESCRIBIR los temas que deben consultar los estudiantes.

 Las normas referenciadas para el ensayo de compresión en madera es la Norma NTC 947-1

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22 PROCEDIMIENTO

 Medir las dimensiones de cada una de las probetas y la platina.

 Colocar debidamente la probeta en la máquina universal (para el ensayo perpendicular a la fibra la probeta se coloca acostada sobre la placa base).  Graduar la velocidad de la máquina universal.

 Al terminar el ensayo constatar el tipo y la forma de la falla.

 Tomar los pesos antes y después del proceso de secado de la probeta.

MATERIALES Y/O REACTIVOS

 Máquina Universal.

 Ensayo perpendicular a la fibra escala 0: 10 TON. Ensayo paralelo a la fibra escala 0:20 TON.

 Discos opresores.

 Calibrador. Para tomar las dimensiones de la probeta y la platina.  Flexómetro.

 Deformímetro.

 Platina metálica. Dimensiones 50 mm x 50 mm.  Probeta. Probetas normalizadas según normas DIN.  Balanza.

 Horno.

 Cortadora de disco.

REVISIÓN DE FICHAS TÉCNICAS DE LOS EQUIPOS DE LABORATORIO SI SE cuenta con imágenes se presentan y se listan los materiales a utilizar en la práctica de laboratorio

Con los datos de registro se prepones analizar la siguiente información en el equipo, detallada a continuación por el docente:

Instrumento: ___________________________

Sensibilidad: ____________________________ Con los datos registrados diligencie la siguiente Tabla:

(23)

23 CÁLCULO , RESULTADOS Y ANÁLISIS DE DATOS

 Con los datos tomados, realizar la gráfica esfuerzo vs. deformación unitaria (ζ vs Є). Marcar los puntos característicos.

 Determinar el esfuerzo en:  Límite proporcional (ζlp).

 Fluencia (ζfl), utilizando el método 0.2 %.  Último (ζul)

.

 Demarcar las zonas elástica y plástica

 Determinar el módulo de elasticidad (paralelo y perpendicular a la fibra).  Determinar la densidad de la madera empleada para el ensayo.

 Determinar el contenido de humedad.

ANÁLISIS DE GRÁFICAS

 Explique la importancia de la humedad en la resistencia de compresión de las maderas.

 Dependiendo de la orientación de las fibras, cuando la resistencia a la compresión de las maderas es mayor. ¿Por qué?

 ¿Qué normas nacionales e internacionales se aplican al ensayo de compresión de maderas?

OBSERVACIONES.

Contar con los elementos de protección personal y los requisitos para ingresar al laboratorio de acuerdo a lo establecido en el Manual de Bioseguridad del laboratorio.

CONCLUSIONES

Compara los datos iniciales de la probeta con los datos finales, revisar el tipo de falla que sufrió el elemento, comparar los datos del ensayo con los datos teóricos del esfuerzo y la deformación. Sacar sus propias conclusiones.

(24)

24 RÚBRICA DE EVALUACIÓN LABORATORIO

CRITERIOS DE EVALUACIÓN BAJO (0,0 – 2,9) MEDIO (3.0 – 3,9) ALTO (4.0 – 5,0) PORCENTAJE Exploración No se evidencia interés en la búsqueda y organización de la actividad a desarrollar, reflejado en la poca participación e indagación sobre el tema. El estudiante emplea información básica para el desarrollo de la actividad, mostrando un leve interés. El estudiante muestra interés, investiga y se aproxima al fenómeno de estudio, usando la información exacta y adecuada para la solución del caso. 30% Práctica No se presenta el paso a paso de las actividades de experimentación planteadas en el preinforme. Se evidencia poco dominio en el uso de materiales y elementos para el desarrollo de las actividades de experimentación. Las actividades de experimentación se desarrollan paso a paso, siguiendo las actividades propuestas en el informe, mostrando dominio en el manejo y uso de materiales y elementos de laboratorio. 50% Socialización El estudiante no presenta los resultados planteados en el desarrollo de las actividades. El estudiante presenta resultados

escuetos que dan respuesta medianamente a la explicación del fenómeno en estudio. Los estudiantes presentan los resultados, análisis, conclusiones o modelos que permitan la explicación del fenómeno en estudio. 20% TOTAL 100%

(25)

25 3.5. Ensayo de resistencia de Materiales.

Programa Académico: Ingeniería Mecánica Práctica de laboratorio de asignatura: Ensayo de Flexión en madera

Código de la asignatura: 181414

Nombre del docente: Alfredo Emilio Trigos Quintero Duración: 2 Horas

UNIDAD : DOS

TEMA : ESFUERZO Y DEFORMACION INTRODUCCIÓN.

El ensayo de flexión se realiza colocando una probeta normalizada de madera apoyada entre dos soportes, y aplicando la carga en el punto medio por un tercer soporte, de tal modo que las fibras de la parte superior estén sometidas a compresión y las inferiores a tensión.

COMPETENCIAS GENÉRICAS COMPETENCIAS DEL

SABER - SER

COMPETENCIAS DEL

SABER – CONOCER COMPETENCIAS DEL SABER - HACER 1. Comprende la

responsabilidad y el compromiso ético en su formación profesional. 2. Posee habilidad para la comprensión y

adaptabilidad e interés por el bienestar del prójimo y cortesía en la dinámica de grupo. 3. Habilidad y adaptación para trabajar en equipo y planificar el tiempo. 1. Habilidades para buscar, procesar y analizar información procedente de fuentes diversas. 2. Conocer nuevos procedimientos para hacer mejor las cosas.

3. usar la información adecuada para la solución de problemas de

aplicación

1. Demuestra capacidad para actuar en nuevas situaciones.

2. Identifica, planea y resuelve problemas. 3. Sabe manejar tablas, gráficos y datos.

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26 COMPETENCIAS ESPECÍFICAS COMPETENCIAS DEL SABER - SER COMPETENCIAS DEL SABER - CONOCER COMPETENCIAS DEL SABER - HACER 17. Asume con responsabilidad su desarrollo personal. 18. Desarrolla el sentido de responsabilidad a través de las actividades extra clase. 19. Demuestra iniciativa y voluntad de tomar decisiones frente a la incertidumbre. 20. Indaga, escucha y dialoga con sus compañeros en la búsqueda de la solución adecuada a

un problema

específico.

17. Domina los conceptos impartidos en el curso. 18. Desarrolla conocimiento

y habilidades para solución de problemas. 19. Reconoce los diferentes

tipos de esfuerzos que pueden ser aplicados a las piezas de las maquinas. 20. Determinar el estado de deformaciones de elementos mecánicos sometidos a carga. 14. Verificar la seguridad de los componentes de un sistema mecánico, teniendo en cuenta los materiales utilizados, las formas y las dimensiones. 15. Analizar los diferentes

tipos de esfuerzos y deformaciones ocasionados en una viga. 16. Permitir a sus estudiantes confrontar los conocimientos teóricos con la experiencia práctica en su entorno OBJETIVO GENERAL

Analizar el comportamiento de la madera cuando es sometido a esfuerzos de flexión.

MARCO TEÓRICO Describir los temas que deben consultar los estudiantes.

Las normas referenciadas para el ensayo de tensión en metales son Norma NTC 947-1 Y 663.

(27)

27 PROCEDIMIENTO

Tomar las medidas de la probeta en milímetros (mm).  Montaje de la probeta en la máquina universal.

 Aplicación de la carga en forma continua y constante hasta que se presente la rotura de la probeta.

 A medida que se aplica carga, ir tomando los valores de carga en kilogramos fuerza (kgf) y la deflexión en diezmilésimas de pulgada (pulg x10-4).

 Una vez terminado el ensayo, cortar una muestra de 20 mm de longitud para determinar el porcentaje de humedad.

MATERIALES Y/O REACTIVOS

 Máquina universal de ensayos. Escala 0-10 TON.  Dispositivos de apoyo y rodillos.

 Cabezal de aplicación de carga.  Deformímetro.  Calibrador.  Flexómetro.  Probeta de madera.  Balanza.  Horno.

REVISIÓN DE FICHAS TÉCNICAS DE LOS EQUIPOS DE LABORATORIO SI se cuenta con imágenes se presentan y se listan los materiales a utilizar en la práctica de laboratorio

Con los datos de registro se prepones analizar la siguiente información en el equipo, detallada a continuación por el docente:

Instrumento: ___________________________

Sensibilidad: ___________________________

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28 CÁLCULO , RESULTADOS Y ANÁLISIS DE DATOS

 Gráfica de esfuerzo vs. deflexión. Indicar valores característicos: esfuerzo en el límite proporcional, esfuerzo de fluencia, esfuerzo último.

 Determinar valor del esfuerzo de flexión en el límite de proporcionalidad.  Determinar el esfuerzo de flexión en el punto de rotura.

 Determinar el módulo de elasticidad.

 Hallar el límite de fluencia, utilizando el método del 0.2%.  Determinar la resilencia.

 Determinar el valor de la resistencia plástica.  Determinar el porcentaje de humedad.

 Determinar la densidad

ANÁLISIS DE GRÁFICAS

 ¿Cómo afecta la humedad el valor las propiedades mecánicas determinadas?  ¿Qué normas nacionales e internacionales se aplican al ensayo de flexión de

maderas?

OBSERVACIONES

Contar con los elementos de protección personal y los requisitos para ingresar al laboratorio de acuerdo a lo establecido en el Manual de Bioseguridad del laboratorio CONCLUSIONES.

Compara los datos iniciales de la probeta con los datos finales, revisar el tipo de falla que sufrió el elemento, comparar los datos del ensayo con los datos teóricos del esfuerzo y la deformación. Sacar sus propias conclusiones.

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29 RÚBRICA DE EVALUACIÓN LABORATORIO

CRITERIOS DE EVALUACIÓN BAJO (0,0 – 2,9) MEDIO (3.0 – 3,9) ALTO (4.0 – 5,0) PORCENTAJE Exploración No se evidencia interés en la búsqueda y organización de la actividad a desarrollar, reflejado en la poca participación e indagación sobre el tema. El estudiante emplea información básica para el desarrollo de la actividad, mostrando un leve interés. El estudiante muestra interés, investiga y se aproxima al fenómeno de estudio, usando la información exacta y adecuada para la solución del caso. 30% Práctica No se presenta el paso a paso de las actividades de experimentación planteadas en el preinforme. Se evidencia poco dominio en el uso de materiales y elementos para el desarrollo de las actividades de experimentación. Las actividades de experimentación se desarrollan paso a paso, siguiendo las actividades propuestas en el informe, mostrando dominio en el manejo y uso de materiales y elementos de laboratorio. 50% Socialización El estudiante no presenta los resultados planteados en el desarrollo de las actividades. El estudiante presenta resultados

escuetos que dan respuesta medianamente a la explicación del fenómeno en estudio. Los estudiantes presentan los resultados, análisis, conclusiones o modelos que permitan la explicación del fenómeno en estudio. 20% TOTAL 100%

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30 3. BIBLIOGRAFÍA

Título: LA TEORIA DE LA ELASTICIDAD Y SUS APLICACIONES EN LA INGENIERIA

Autor Principal: GARCIA MORENO, GABRIEL

Título: INTRODUCCION A LA MECANICA DE LOS SOLIDOS.

Principios fundamentales de la mecánica. Introducción a la mecánica de los cuerpos deformables. Fuerzas y momentos transmitidos por elementos esbeltos. Tensiones y deformaciones. Relaciones tensiones-deformaciones unitarias-temperatura. Torsión. Tensiones debidas a la flexión.

Autor Principal: ARCHER, ROBERT Título: MECANICA DE MATERIALES:

Esfuerzo. Deformación unitaria. Propiedades mecánicas de los materiales. Carga axial. Torsión. Flexión. Esfuerzo cortante transversal. Cargas combinadas. Transformación del esfuerzo. Transformación de la deformación unitaria. Diseño de vigas y flechas. Deflexiones de vigas y flechas. Pandeo de columnas. Métodos de energía. Propiedades geométricas de áreas. Propiedades geométricas de perfiles estructurales. Pendientes y deflexiones de vigas.

Autor Principal: HIBBELER, R. C. Título: MECANICA DE MATERIALES:

Tensión, comprensión y cortante. Miembros cargados axialmente. Torsión. Fuerzas cortantes y momentos flexionantes. Esfuerzos en vigas. Análisis de esfuerzos y deformaciones unitarias. Aplicaciones del esfuerzo plano (recipientes a presión, vigas y cargas combinadas).

Autor Principal: GERE, JAMES M.

Título: RESISTENCIA DE MATERIALES:

Introducción al estudio de la resistencia de materiales. tracción y comprensión. Teoría de la torsión. Teoría general de la flexión. Análisis de tensiones. Análisis de deformaciones. Flexión desviada y flexión compuesta. Flexión hiperestática. Flexión lateral. Pandeo. Solicitadiones combinadas. Medio de unión.

Autor Principal: ORTIZ BERROCAL, LUIS

Título: RESISTENCIA DE MATERIALES APLICADA:

Conceptos básicos. Propiedades de diseño de los materiales. Diseño de elementos estructurales sometidos a esfuerzo directo. Deformación y esfuerzo termico. Esfuerzo cortante torsional y deflexión torsional. Fuerzas cortantes y momentos flexionantes en vigas. Centroides y momentos de inercia de areas. Esfuerzo causado por flexión. Esfuerzos cortantes en vigas. El caso general de los esfuerzos combinados y el circulo MOHR. Casos especiales de esfuerzos combinado

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31 Título: MECANICA DE SOLIDOS:

Esfuerzo, conceptos generales. Análisis de esfuerzo, deformación unitaria. Deformación axial de barras: sistemas estáticamente determinados e indeterminados. ley de Hooke generalizada: recipientes a presión. Torsión. Estática de vigas. flexión simétrica en vigas. flexión asimétrica de vigas. Esfuerzos cortantes en vigas. Transformaciones de esfuerzo y deformaciones unitarias. Fluencia y criterios de fractura. analisis del esfuerzo elástico. Deflexiones en vigas.

Autor Principal: POPOV,EGOR P.

Título: CUBICACIONES Y RESISTENCIA DE MATERIALES:

Superficies y cubicaciones. Diferentes tipos de medición. Superficies regulares. Calculo de superficies regulares. Superficies irregulares. Poliedros. Áreas de poliedros.

Autor Principal: CEAC

Título: MECANICA DE MATERIALES:

Concepto de esfuerzo. Esfuerzo y deformación. Carga axial. Torsión. Flexión pura. Análisis y diseño de vigas para flexión. Esfuerzos cortantes en vigas y en elementos de pared delgada. Transformaciones de esfuerzos y deformaciones. Esfuerzos principales bajo una carga dada. Deflexión de vigas. Columnas. Métodos de energía.

Autor Principal: BEER, FERDINAND P. Título: MECANICA DE FRACTURA:

Tipos de fractura. Elementos de la teoría de elasticidad. Campos de tensiones en presencia de fisuras análisis elástico. Mecánica de fractura Linea-Elastica. Elementos de teoría de plasticidad. Mecánica de fractura Elasto-plastica. Inestabilidad dúctil.

Autor Principal: VEDIA LUISA

Título: RESISTENCIA DE MATERIALES:

Esfuerzo simple. Deformación simple. torsión. Fuerza cortante y momento flexionante en vigas. Esfuerzos en vigas. Deformación en vigas. Vigas continuas. Esfuerzos combinados. Columnas. Uniones conectadas y soldadas. Temas especiales.

Autor Principal: PYTEL ANDREW

Título: RESISTENCIA DE MATERIALES:

Tracción y compresión. Sistemas de fuerzas estáticamente indeterminados. Cilindros y esferas de paredes delgadas. Tensiones de cortante. Torsión. Esfuerzo cortante y momento flector. Centros de gravedad y momentos de inercia de áreas planas. Tensiones en vigas. Deformación de vigas, método de la doble integración. Vigas estáticamente indeterminadas. Soportes o columnas. Uniones remachadas roblonadas. Uniones soldadas. Tensiones compuestas. Elementos cargados.

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32 CONTROL DE CAMBIOS

FECHA REVISADO POR

(Nombre) CAMBIOS REALIZADOS (Descripción) REVISIÓN (1, 1.1 - 1.9, 2,..) DATOS DEL ACTA DE APROBACIÒN (Comité Curricular)

Referencias

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