INFORME DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE
INFORME DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE
MATERIALES
MATERIALES
TORSION
TORSION
INTEGRANTES:
INTEGRANTES:
PRESENTADO A:
PRESENTADO A:
UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC)
UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC)
26/05/2015
26/05/2015
BARANQUILLA-ATLANTICO
BARANQUILLA-ATLANTICO
INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN EnEn eseste te ininfoformrme e elelababoraorado do dadamomos s aa conocer la experiencia realizada en el conocer la experiencia realizada en el lab
laboraoratortorio io parpara a el el enensaysayo o de de tortorsiósión.n. L
Loos s mmaatteerriiaallees s bbáássiiccoos s dde e llaa construcción tiene que pasar cierto nuero construcción tiene que pasar cierto nuero de
de nonormrmas as esestatablblececididas as memediadiantnte e lala
imp
implemlemententaciación ón de de vavariarias s prupruebaebas; s; enen este caso se aplica el ensayo de torsión este caso se aplica el ensayo de torsión en el cual se basa en determinar los en el cual se basa en determinar los valeres de los materiales que vamos a valeres de los materiales que vamos a poner
poner a a prueba prueba mediante mediante un un momentomomento torsor, los cuales serán seleccionados o torsor, los cuales serán seleccionados o identificar cual de esto es más resistente identificar cual de esto es más resistente
FACULTAD DE INGENIERÍA
a esta dicha fuerza los materiales son acero, cobre, bronce y aluminio.
RESUMEN
onsideremos una barra su!eta en un extremo y sometida en el otro a un par "#$%d& aplicado en un plano
perpendicular al e!e. 'e dice que esa barra está sometida a torsión. El ensayo
de torsión es un mecanismo en que se deforma una muestra aplicándole un par torsor. La deformación plástica
alcanzable con este tipo de ensayos es mucho mayor que en la detracción #estricción& o en los de compresión #abarrilamiento, aumento de sección&. (ste ensayo da información
directamente del comportamiento a cortadura del material y la información de su comportamiento a tracción se
puede deducir fácilmente. Los efectos de la aplicación de una car)a de torsión a una barra son* #1& producir un
desplazamiento an)ular de la sección de un extremo respecto al otro y #+&
ori)inar tensiones cortantes en cualquier sección de la barra perpendicular a su e!e. veces, a lo lar)o de un e!e act-an una serie de pares. En este caso, es conveniente introducir un nuevo concepto, el momento torsor, que se define para cada sección de la barra, como la suma al)ebraica de los momentos de los pares aplicados, situados a un lado de la sección
considerada. aturalmente, la elección de lado es arbitraria en cada caso.
ABSTRACT
onsider a bar attached at one end to the other and sub!ected to a " #$ %d& applied torque on a plane perpendicular to the axis. "hat said torsion bar is sub!ected. "he torsion test is a mechanism in /hich a sample applyin) a torque deforms. 0lastic deformation achievable /ith this
type of testin) is much )reater than the decrease #necin)& or the compression #abarrilamiento, increasin) section&. "his test )ives information directly from the shear behavior of the material and information tensile behavior can be easily deduced. "he effects of the application of a torsional load to a bar are* #1& produce an an)ular displacement of one end section relative to each other and #+& cause shear stresses at any section of the rod perpendicular to its axis. 'ometimes, alon) an axis a series of pairs act. 2n this case, it is appropriate to introduce a ne/ concept, the torque, /hich 2t defined for each section of the bar , as the al)ebraic sum of the moments of applied torques , located on one side of the section considered . aturally , the choice is arbitrary side in
each case.
OBETIVOS
1! OBETIVO GENERAL
3eterminar las propiedades mecánicas de diferentes tipos de materiales sometidos a torsión, tales como acero, cobre, bronce y aluminio.
2! OBETIVOS ESPEC"FICOS a& %amiliarizar al alumno con las definiciones básicas de la resistencia de los materiales pertinentes a una solicitación de torsión, tales como* momento torsor, án)ulo de torsión, módulo de ri)idez, distorsión an)ular,
4 b 5 L 6max 7 a
dia)rama de momento torsor versus án)ulo de torsión, esfuerzos cortantes caracter8sticos y curva caracter8stica en ensayo de torsión, determinada por el esfuerzo cortante versus la distorsión an)ular.
b& apacitar al alumno para la realización de un ensayo de torsión y aplicar las unidades que se usan en el 'istema 2nternacional de 9nidades #'2& y en el 'istema :trico "cnico.
c& 3eterminar, a travs del experimento, el módulo de ri)idez al corte o módulo de corte < de un material.
d& 3eterminar diferentes esfuerzos cortantes caracter8sticos, tales como* esfuerzo de corte proporcional, esfuerzo de corte por fluencia, esfuerzo de corte plástico y esfuerzo de corte de ruptura.
e& omprobar que evolución de las secciones circulares y del lar)o de la probeta durante el ensayo de torsión.
MATERIALES # EQUIPOS
• :áquina de ensayo de dureza • 9na probeta de acero
• 9na probeta de aluminio • 9na probeta de bronce • 9na probeta de cobre • 9na lupa microscópica
MARCO TEORICO
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
Figura 1. Esquematización del ensa! de t!rsión
".1 De#inición de es#uerz!
c!rtante dist!rsión
angular
En la figura 1 se esquematiza la aplicación de un momento torsor T en e extremo libre de una probeta cilíndrica de longitud L empotrada en su extremo opuesto. Considerando la igualdad de arcos entre los puntos a y b, segn el radio ! y la generatriz L, se deduce lo siguiente"
Rθ ≈ γL
#1&
#onde θ es el $ngulo de torsión, e γ es la deformación angular por cortante.
%ara determinar el esfuerzo cortante m$ximo
τ
max del material se puedeutilizar la ley el$stica de &oo'e para la torsión, que establece"
τ
max$
(γ#+&
En donde ( es el módulo de corte del material de la probeta. )i los
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esfuerzos cortantes no sobrepasan el límite de proporcionalidad, dic*o esfuerzo se distribuye linealmente, siendo cero en el e+e central de la probeta y logrando un alor m$ximo en la periferia. -sí, es posible utilizar otra fórmula para calcular el esfuerzo cortante m$ximo, la cual considera el momento torsor T aplicado y el momento polar de inercia
2
p de la sección de la pieza que resiste la torsión"P I TR = max τ /0 En el caso de secciones circulares macizas de radio !, el momento polar de inercia
2
p es"+
>
R I p = π
%or lo tanto, el esfuerzo cortante en la periferia del cilindro es igual a"
= max + R T π τ =
gualando las ecuaciones 20 y /0, finalmente permite obtener"
P
I TR Gγ =
30 #e la ecuación 10 se puede obtener una expresión para el $ngulo γ en función del $ngulo de torsión θ , el que se sustituye en la acuación 30 para llegar a " θ θ γ p I LT G L R = ⇒ =
)obre la base de la ecuación anterior, se puede determinar experimentalmente el módulo de corte ( del material constituyente de la probeta.
".$ Diagrama de m!ment!
t!rs!r %ngul! de t!rsión
La obtención del diagrama de momento torsor en función del $ngulo de torsión, para una probeta cilíndrica sometida a torsión, es fundamental para determinar el módulo de rigidez al corte, el
esfuerzo cortante de
proporcionalidad y el esfuerzo cortante de fluencia. %ara lograr esto, se debe obtener una cantidad de datos suficientes que permita construir una tabla del momento torsor ersus al $ngulo de torsión
PROCEDIMIENTO
C$LCULOS
CONCLUCIÓN
