INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALUNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS “LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD” “PRUEBAS DE CALIDAD PARA LA INGENIERÍA” PRACTICA N.3 “Cargas Transversales” Profesor: BUSTAMANTE HUITRON RICARDO Alumnos: Barajas Martinez Araceli Garciamoreno Aguirre Eduardo Parra García Ángel David Bustamante Hernández Irvin Grupo: 2IM54 Fecha de entrega: 21/ Octubre /2015 PRACTICA 3 “Cargas Transversales” flexión y doblez a materiales de ingeniería. El esfuerzo se computa sobre la base de las dimensiones del corte transversal de una pieza . Podria definirse a este ensayo como: una prueba en la que un par de cargas transversales. se estará hablando de un ensayo de corte directo. Calculará el valor de corte transversal. El cual puede tener varias modalidades Corte Transversal Cuando las cargas cortantes son aplicadas directamente sobre un solo punto buscando que el material se seccione de una forma similar a la operación de una cizalla. con la misma dirección pero sentido contrario. Esfuerzo y Deformación El esfuerzo se define aquí como la intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo. INTRODUCCION Definiciones: Cargas Transversales Otro tipo de cargas mediante las cuales pueden ser afectados los materiales se ingeniería son las llamadas cargas transversales o cargas cortantes: las cuales son aplicadas en los materiales en forma perpendicular al eje axial. o bien paralelas a la sección transversal. Lo que produce un efecto cortante. Existen tres clases básicas de esfuerzos: tensivo. compresivo y corte. En el ensayo de materiales se pueden reporducir estos efectos a través de varios tipos de prueba: en los que se observa el comportamiento mecánico de los materiales. con una separación infinitesimal considerada sobre la longitud de la probeta: de tal forma que el efecto que se presente sea un desplazamiento unidireccional de secciones continuas. torsional.OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno Clasificará los diferentes métodos para la medición de las cargas transversales que se aplican y afectan a los materiales de ingeniería. actúan sobre la sección transversal. Explicará la metodología de las pruebas de cargas transversales. El esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de área. La deformación se define como el cambio de forma de un cuerpo. la misma sin importar las unidades expresadas. se denomina deformación unitaria debida a un esfuerzo. En los ensayos de torsión se acostumbra medir la deformación cómo un ángulo de torsión (en ocasiones llamados detrusión) entre dos secciones especificadas. al cambio térmico. la deformación se supone como un cambio lineal y se mide en unidades de longitud. y es. el cual va acompañado por un cambio de esfuerzo. el cual se debe al esfuerzo. que usualmente se llaman dimensiones originales. En conjunción con el esfuerzo directo. al cambio de humedad o a otras causas.antes de la aplicación de la carga. Cuando la deformación se define como el cambio por unidad de longitud en una dimensión lineal de un cuerpo. su cálculo se puede realizar mediante la siguiente expresión: e=e/L e : es la deformación unitaria e : es la deformación L : es la longitud del elemento . por lo tanto. Es una razón o numero no dimensional. aparecen alabeos seccionales que hacen que las secciones transversales deformadas no sean planas. Ley de Hooke . La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por las dos curvas. cosa que sucede siempre a menos que la sección tenga simetría circular. elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos. que se aplican sobre un mismo plano pero en puntos opuestos y que tienden a provocar un deslizamiento de las partículas del material. Ensayo de Torsión (No realizado por falta de probetas) Si las cargas cortantes son aplicadas sobre un plano de la sección transversal. básicamente. de tal forma que al actuar estas cargas sobre el material provoquen un enrroscamiento de las secciones del material. 2 Cuando las tensiones anteriores no están distribuidas adecuadamente. TORSIÓN La torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico. como pueden ser ejes o. se estará hablando de un ensayo de corte torsional. Si estas se representan por un campo vectorial sus líneas de flujo "circulan" alrededor de la sección. y se encuentran espaciadas una distancia finita dada sobre el plano de la sección transversal. las cuales tienen la misma dirección pero sentido contrario. En lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de él. en general. buscando que el material trabaje como una flecha sujeta a un movimiento rotacional. Es una prueba que consiste en aplicar un par de cargas cortantes sobre el plano de la sección transversal. aunque es posible encontrarla en situaciones diversas. El estudio general de la torsión es complicado porque bajo ese tipo de solicitación la sección transversal de una pieza en general se caracteriza por dos fenómenos: 1 Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal.El esfuerzo que se produce durante un ensayo de corte directo es la resultante de una combinación de esfuerzos de tensión y compresión. En ingeniería se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. la ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke. por flexión. y contribuyente prolífico de laarquitectura.ceiiinosssttuv. las que están diseñadas para trabajar. o momento de flexión. Ante el temor de que alguien se apoderara de su descubrimiento. así como en la ciencia de los materiales. revelando su contenido un par de años más tarde. a un momento de fuerza resultante de una distribución de tensiones sobre una sección transversal de un prisma mecánico flexionado o una placa que es perpendicular al eje longitudinal a lo largo del que se produce la flexión. Igualmente. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas. Ensayo de Flexión . El esfuerzo que provoca la flexión se denomina momento flector. El rasgo más destacado es que un objeto sometido a flexión presenta una superficie de puntos llamada fibra neutra tal que la distancia a lo largo de cualquier curva contenida en ella no varía con respecto al valor antes de la deformación. FLEXIÓN. Esta ley recibe su nombre de Robert Hooke. El momento flector puede aparecer cuando se someten estos elementos a la acción de un momento (torque) o también de fuerzas puntuales o distribuidas. siendo utilizada en ingeniería y construcción.En física. el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas. Esta ley comprende numerosas disciplinas. Es una solicitación típica en vigas y pilares y también en losas ya que todos estos elementos suelen deformarse predominantemente porflexión. principalmente. físico británico contemporáneo de Isaac Newton. Momento Flexionante Se denomina momento flector (o también "flexor"). Hooke lo publicó en forma de un famoso anagrama. 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. .. puede decirse que se le ha efectuado un doblez. se realiza a temperatura ambiente y normalmente es para obtener un índice de la ductilidad del material. de tal forma que provoquen en el material dúctil una deformación en forma de flecha. Cuando las cargas transversales son aplicadas a un material dúctil para provocar en él una deformación plástica de un determinado grado. El ensayo puede definirse de la sig. DOBLEZ.Esta prueba es la más comúnmente empleada. la cual. Clasificación: Doblez en frio. Ensayo de doblez. de tal manera que los resultados están basados en un criterio de aceptación.Cuando las cargas de corte son aplicadas a un material en forma de viga y que se encuentra en un arreglo estructural. El ensayo de doblez puede ser definido como: una prueba en la que aplican 3 fuerzas transversales en la misma dirección pero sentido contrario a un de “ellas”. las cuales se encuentran separadas una distancia finita. sin que el material presente fractura en ninguna de sus caras. las cuales se encuentran separadas distancias finitas y relativamente grandes sobre el eje longitudinal de la viga. Doblez en caliente. manera: es una probeta en la que actúan al menos 3 fuerzas cortantes con la misma dirección. tienden a inducirse esfuerzos de tensión y compresión sobre las fibras de una manera simpetrica respecto a un plano de referencia. Si la deformación plástica que se presenta está libre de fallas la prueba es aceptada como satisfactoria. las cuales se manifiestan como una deflexión o flecha de viga. En este ensayo se busca conocer la ductilidad del material en una forma cualitativa. de esta manera las fuerzas provocan esfuerzos y deformaciones de tensión y compresión. al seguir avanzando deforma al material permanentemente hasta una ángulo de doblez deseado.Esta prueba se realiza calentando el material aproximadamente a un temperatura de 980 °C y doblando la pieza caliente . Es una variante del ensayo de doblez en frío. Este ensayo puede ser usado para determinar un índice del contenido de azufre en el acero. consiste en calentar el material a 980 °C y después dejarlo enfriar (apagado).. la elongación que sufre el material. este ciclo puede repetirse de acuerdo a las necesidades. Doblez con muesca. ocasionalmente se usa este ensayo en partes que serán utilizadas en calderas.. por efecto de la tensión.En los aceros. el doblez se realiza una vez apagado el material. permitirá observar sobre la muesca el tipo de estructura microscópica que presenta el material. así como de posibles defectos internos DESARROLLO DE LA PRACTICA ENSAYO DE FLEXIÓN Material : Probeta : material frágil(madera) . después de que se lleva a cabo el doblez. En este caso se realiza una pequeña ranura o muesca en la cara del material que será sujeta a esfuerzos de tensión. el cual cuando es muy alto fragiliza este mismo a altas temperaturas.sobre un yunque. Doblez apagado. 5625 x 10−05 ) I= = =3.6458 x 10−07 12 12 Distancia a la fibra neutra “C” h 0.8 kgm 4 4 Deflexión o flecha “Y” 3 PL Y= 48 EI Realizar calculos .28 )( 1. Prensa hidráulica o maquina universal Punson.28 m) = =16.0125 m 2 2 Momento flexiónante “M M= PL (240 kg)(0.025 C= = =0.9166 x 10−05 C Momento de inercia viga rectangular b h3 ( . base con rodillo Calibrador “pie de rey” Desarrollo: Carga max= 240 kg probeta Medir probeta Calibar Aplicar carga 400kg Tomar datos calibrado r o “pie de rey” Prensa universa l L=25 mm Distancia=280 mm Calculos y resultados: σ f= Mf =576000 s I S= =2. . la cual tiene por objetivo evaluar su ductilidad. Se incluyen cuatro métodos de prueba de doblado: doblado guiado. base con rodillo Desarrollo: Se utiliza la Norma NMXB113: establece los métodos para las pruebas de doblado de productos de acero.ENSAYO DE DOBLEZ (EN FRIO) Material: Probeta : Acero TX10 (duro) Prensa hidráulica o maquina universal Punson. doblado semiguiado. doblado libre y doblado y aplanado. 500 kg Probeta Colocar probeta Aplicar carga Se realiza doblez Se acepta pieza Verificar pieza Prensa univer sal plantillas . Arreglo guiado En este ensayo se lleva a la probeta de una deformación permanente de 180° o doblez en “U”. mediante un dispositivo de prueba con las siguientes características: Espeso del punzón A=4e Radio del punzón B=2e Claro entre los apoyos C= 6 e + 3. Mesa de trabajo Calibrador .2 mm ENSAYO DE TORSION Material: Prensa hidráulica o maquina universal Odómetro Probetas Desarrollo: NOTA: no se realizó ensayo por falta de probetas. Medir probeta Marcad or Colocar probeta Prensa universal ENSAYO DE CORTE Material: Probeta : Acero 1018 (coldoll) Prensa hidráulica o maquina universal Punzón Cuchillas de acero inoxidable Barreno Base o mesa de trabajo Desarrollo: Mesa de trabajo Punzón. Calibrador Calibrar odometro Toma de datos . 82 A 0.02827) CONCLUSIÓN Se concluyo que existe otro tipo de cargas que afectan el material. estas son las cargas transversales o cargas cortantes. aparte de las cargas axiales.02827 m Corte doble τ= V2 1200 = =21223.91 2 A 2(0. Las .02827) Corte multiople τ= Vn (1200) = =14 149.27 nA 3(0.Medir probeta Marcad or Colocar probeta Prensa universal Aplicar carga Relizar los cortes necesario Tomar datos Cálculos y resultados: Carga máxima=1200 kg Diámetro ini= 6 mm Corte sencillo τ= V1 1200 kg = =42 447. En los ensayos de materiales se pueden producir este efecto a través de los ensayos de prueba.html https://todoingenieriaindustrial.co/cursos/sedes/palmira/5000155/lecciones/lec2/2_ 5.virtual.blogspot.educaplus. así como conocer las características de cada uno y saber cuáles son cálculos que se obtiene.cuales son aplicadas en los materiales en forma perpendicular al eje axial o bien paralelas a la sección transversal .wordpress.unal.com/procesos-de-fabricacion/3-2formado-mecanico-forjado-prensado-estirado-cizallado-doblado-extrusionembutido-y-troquelado/ https://es.org/play-119-Ley-de-Hooke.edu.html .com/res/tor/ http://flexion-mecanica. Se cumplió el objetivo. el cual era que conociéramos los diferentes tipos de ensayo aplicando cargas transversales. BIBLIOGRAFÍA.mx/2011/07/flexion-mecanica.htm https://ibiguridp3. Manual de Pruebas Mecánicas http://www.wordpress.org/wiki/Esfuerzo_cortante http://www.wikipedia. lo que produce un efecto cortante.