Ingeniería Industrial
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PRUEBAS DE CALIDAD PARA LA INGENIERIA
PRUEBAS DE CALIDAD PARA LA INGENIERIA
INDUSTRIAL
INDUSTRIAL
PRACTICA NO.2 “CARGAS AXIALES”
PRACTICA NO.2 “CARGAS AXIALES”
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FORTINO
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Profesor: VIGNATI SANCHEZ ENRIUE
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Se!"e#!$%: 2IV&'
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INSTITUTO POLITÉCNICO
INSTITUTO POLITÉCNICO
NACIONAL
NACIONAL
Unidad Profesional Interdisi!linaria
Unidad Profesional Interdisi!linaria
de Ingeniería Cienias Soiales "
CARGAS AXIALES O3ETIVO
El alumno será capaz al concluir esta práctica, de reconocer y definir el concepto de carga axial, además estará preparado para entender e interpretar el concepto de esfuerzo y deformación además de su obtención. Por otra parte deberá
establecer la diferencia entre los conceptos de desplazamiento y deformación. M%r!o Te4r$!o
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
pequea, 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 Esf"er5os %6$%0es. "on aquellos debidos a fuerzas que act#an a lo largo del eje
del elemento.$os esfuerzos normales axiales por lo general ocurren en elementos como cables, barras o columnassometidos a fuerzas axiales %que act#an a lo largo de su propio eje&, las cuales pueden ser de tensión o descompresión. 'demás 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 (er comprometida su funciona)idad
y ob(iamente su est*tica. En el caso de fuerzas axia)es %de tensión o compresión&, se producirán en el elemento alargamientos o acortamientos, respecti(amente.
APARATOS 7 EUIPOS MAUINA DE ENSA7O
$a 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. $a presión se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos o un sistema +idráulico. Esta máquina es ampliamente utilizada en la caracterización de nue(os materiales. 'sí por ejemplo, se +a utilizado en la medición de las propiedades de tensión de los polímeros. "e pueden utilizar diferentes materiales desde plásticos, aluminio, compuestos +asta aceros. iene la capacidad de realizar diferentes pruebas como pruebas de tensión, compresión, fatiga, fractura mecánica y durabilidad de los materiales.
1. PROCEDIMIENTO DE ENSA7O TENSION
'ntes de colocar la probeta, en las mordazas, deberán tomarse las dimensiones que sean requeridas en ella
C%r%!-er8s-$!%s +e 0% ,ro/e-%
$as probetas que se usan para el ensayo de tensión generalmente es una muestra a la que se le da una preparación pre(ia. Esta consiste en reducir el area del
material en una longitud calibrada, que precisamente será en la que se tomen y obser(en los datos y resultados de la prueba.
MEDICIONES: A!ero
RANGO DE CARGA
CARGA
%&gf##
'(
DE)R*ACION
CARGA
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'(
DE)R*ACION
200 250 4200 1131 400 350 4400 1285 600 424 4600 1461 800 477 4800 1664 1000 528 5000 1884 1200 578 5200 2125 1400 612 5400 2385 1600 647 5800 2663 1800 665 6000 2966 2000 710 6200 3288 2200 737 6400 3633 2400 767 6600 3998 2600 794 6800 4385 2800 820 7000 4798 3000 845 7200 5243 3200 847 7400 5715 3400 862 7600 6227 3600 897 7800 6799 3800 935 7900 Punto de ruptura 4000 1022 8000-Res"0-%+o o/-e#$+o:
-// 0gfmm1 2 Punto de ruptura 333333 carga máxima
4/.5 cm longitud de deformación 6iámetro de ruptura7 8.5 mm
2. E#s%9o +e $!ro -e#s$4#
Cuando los materiales que se pretenden analizar bajo un ensayo de tensión, son de baja resistencia y9o sección trans(ersal pequea, se esperará tener como resultado la aplicación de cargas de pequeo (alor, para estos casos será
necesario +acer uso de maquinas que tengan un inter(alo de cargas menores a las que tradicionalmente se manejan, bajo estas condiciones, se puede +ablar de un ensayo de M$!ro -e#s$4#.
Este ensayo es propio para el ensayo de materiales tales como7
• :ateriales de pequea sección trans(ersal %ej.7 alambres y láminas
delgadas, etc.&
• :ateriales de bajo esfuerzo mecánico %ej.7 telas, papel, plásticos, etc.&
MATERIAL: P$'";C<
. E#s%9o +e !o,res$4#
En ingeniería, el ensayo de compresión es un ensayo t*cnico para determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría de los casos se realiza con +ormigones y metales %sobre todo aceros&, aunque puede realizarse sobre cualquier material.
"e suele usar en materiales frágiles.
$a 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 negati(a. "olicitación 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.
6eterminación de las propiedades del material7 ejemplo7 norma E> )?3) resistencia mecánica de cementos y morteros. "e busca obtener (alores @absolutosA de resistencia del cemento, de forma que se puedan clasificar y comparar.
En esta normati(a 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.
$as 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. $as propiedades mecánicas del cemento determinadas en el ensayo de compresión seg#n E> )?3) 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 ensayar7 en este caso, el objeti(o está orientado principalmente a la determinación de los límites de trabajo del elemento en
cuestión7 fuerza máxima, deformación a rotura, inicio de grieta, etc.
Estos (alores permitirán (erificar que los diseos realizados teóricamente se corresponden con los (alores empíricos obtenidos en una simulación real de trabajo.
Para que el ensayo se realice de forma precisa y repetiti(a, 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 #ltimo, es necesario disponer de un softBare de ensayo de materiales capaz de permitir al usuario configurar el ensayo, realizar los cálculos acorde a la
normati(a en cuestión, representar gráficas y analizar (alores.
Existe numerosa normati(a internacional que define con detalle los parámetros del ensayo, requisitos de la máquina de ensayo, cálculos a realizar sobre los (alores obtenidos en el ensayo de tracción, etc.
En función del tipo de material, su proceso de fabricación, aplicación y condiciones de trabajo, existe una normati(a concreta
o E> )?3) 7 resistencia mecánica de cementos y morteros
o '": C)/7 esistencia a compresión de morteros de cemento con
probetas de 1A
o '": C4D7 esistencia a compresión de morteros de cemento usando
prismas partidos a flexión
o ;"< ?- 7 6eterminación de la resistencia del cemento o E> )14/347 esistencia a compresión del +ormigón
o E> )14/3D7 Características de la máquina de ensayo para determinación
de resistencia del +ormigón
o ;"< D/)17 6eterminación de resistencia del +ormigón a compresión
o '": C47 6eterminación de la resistencia en ensayo de compresión de
probetas cilíndricas de +ormigón
o '": E3 7 Ensayo de compresión sobre materiales metálicos o '": 63?57 ensayo de compresión sobre plásticos
6ependiendo 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 ;EE" para realizar el ensayo de tracción7
PROCEDIMIENTO DE ENSA7O
'ntes de colocar la probeta entre los platos de compresión, deberán tomarse las dimensiones y los datos que de ella se requiera.
$a 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. 6eberá obser(arse que la cara de los platos y de la probeta sean paralelas, para e(itar un
'plicar presión al sistema +idráulico 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 dispositi(o de medición de la deformación.
'plicar carga de manera gradual. MATERIAL: ALUMINIO MADERA 6= )1. mm $=)/ cm $= D/.- mm a= 1.D cm l = 1.D cm C%r%!-er8s-$!%s +e 0% ,ro/e-%
$as probetas que se usen para el desarrollo de un ensayo de compresión, dependerán del tipo de material que se ensayara, es decir , si se trata de un material d#ctil o uno frágil.
P"#-o +e r",-"r% A0"$#$o: P"#-o +e r",-"r% M%+er%: )4/5 0gfmm1 1-?/ 0gfmm1
Co#!0"s$o#es:
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. eniendo en cuenta el material a tratar.
$a importancia y gran (entaja de los ensayos analizados es que permiten realizar las pruebas con un fragmento de la pieza, arrojando información (aliosa de su estado.
Permiten e(aluar de manera muy precisa los acabados superficiales y sub3 superficiales y encontrar los defectos en el procedimiento.
$os ensayos de tensión y compresión requieren personal calificado y con experiencia, pues no es posible realizar estas pruebas #nicamente teniendo disponibilidad de los equipos.
