ensayo de flexion del alumino
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Ensayo de Flexión del Aluminio 2014
Introducción.
El ensayo de flexión se usa para determinar las propiedades de los materiales
frágiles en tensión. Se pueden observar un módulo de elasticidad y una resistencia
a la flexión. A lo largo del desarrollo se pretende dar explicación breve de lo que es
la flexión de una viga sometida a cargas, siendo esto la deformación que presenta
un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular ya que el trabajo
de la ingeniería civil es brindar el servicio y aplicar los conocimientos para diseñar
y contribuir a la construcción de edificios, casas, carreteras, puentes, etc.
El aluminio es un material estructural usado con mucha frecuencia en la industria
debido a su poco peso y características resistentes a la corrosión.
Definiciones.
Ensayo de Flexión del Aluminio 2014
Flexión: Se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que están diseñas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas. 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. El esfuerzo que provoca la flexión se denomina momento flector. Resistencia a la flexión: La formula de la tensión será, como ya sabemos la relación del esfuerzo con la sección donde actúa. Aluminio: Es un elemento químico metálico, puro, blando, de fácil corte y tiene poca resistencia mecánica, pero puede formar aleaciones con otros elementos para aumentar su resistencia y adquirir varias propiedades útiles. Las aleaciones de aluminio son ligeras, fuertes, y de fácil formación para muchos procesos de metalistería; son fáciles de ensamblar, fundir o maquinar y aceptan gran variedad de acabados. Por sus propiedades físicas, químicas y metalúrgicas, el aluminio se ha convertido en el metal no ferroso de mayor uso. Ensayo de Resistencia a la Tensión del Aluminio y Determinación del Módulo
de Elasticidad del Aluminio. Para llevar a cabo esta prueba se prepara una probeta de tamaño “estándar”, se imprime con un punzón a la probeta dos marcas pequeñas lejos de los extremos. Se toman mediciones tanto del área de la sección transversal inicial como de la distancia entre las marcas. Se usa una máquina de prueba para alargar el espécimen a una velocidad constante muy lento, hasta alcanzar el punto de ruptura. Durante la prueba, y a intervalos frecuentes, se registran los datos de la carga aplicada y de la deformación de la barra con un extensómetro, con estos datos se realiza el diagrama de esfuerzo - deformación unitaria.
Ensayo de Resistencia a la Compresión del Concreto y Determinación del Módulo de Elasticidad del Concreto.
Ensayo de Flexión del Aluminio 2014
Este método de ensayo consiste en la aplicación de una carga axial de compresión a cilindros moldeados a una velocidad que está dentro de un intervalo prescrito hasta que ocurra la falla. La resistencia a la compresión del espécimen se calcula dividiendo la máxima carga alcanzada durante el ensayo entre el área de la sección transversal del espécimen. Para calcular el módulo de elasticidad se procede de la forma siguiente: Con el área del espécimen, las cargas, las lecturas de deformación y la longitud de medición, deben calcularse los esfuerzos y las deformaciones unitarias correspondientes a cada carga, así como el esfuerzo máximo.
A continuación se presentan las diferentes pruebas o ensayos que se le realizaron al aluminio con sus respectivos procedimientos. Para poder
Ensayo de Flexión del Aluminio 2014
determinar el tipo de deformación que presenta al momento de ser sometidos a grandes esfuerzos.
1. Ensayo de Flexión en el aluminio.
El aluminio es un material estructural usado con mucha frecuencia en la
industria debido a su poco peso y características resistentes a la corrosión,
es un metal que reúne una serie de propiedades mecánicas excelentes
dentro del grupo de los metales no férreos, de ahí su elevado uso en la
industria.
2. Objetivo general.
El objetivo de los ensayos de flexión es principalmente determinar las
propiedades mecánicas y físicas de un elemento o probeta de aluminio.
Determinar una curva esfuerzo-deformación al estar solicitado el elemento a
flexión.
3. Objetivos específicos.
Determinar el comportamiento del aluminio realizando las respectivas
graficas o curvas esfuerzo-deformación.
Conocer los fundamentos del ensayo de flexión. Observar el
comportamiento plástico y elástico del aluminio.
4. Materiales utilizados en el ensayo de Flexión del Aluminio.
Equipos:
Ensayo de Flexión del Aluminio 2014
1. Deformimetro electrónico tipo "straingage".
2. Deformimetro electrónico tipo LVDT.
3. Equipo para aplicar carga gradual en flexión.
4. Micrómetro.
5. Fuentes de voltaje +15v y -15v.
6. Multímetro programable para medir cargas y deformaciones.
7. Celdas de carga de 1000 y 5000 libras de capacidad.
5. Normas utilizadas para el Ensayo de Flexión.
Ensayo de flexión para la ductilidad de metales (ASTM E290, ISO 7438, JIS
Z2248)
Las normas ASTM E290, ISO 7438 y JIS Z2248 describen los requisitos
para los ensayos de flexión para ver la ductilidad de materiales metálicos.
El ensayo de flexión ayuda a proporcionar una indicación visual de la
ductilidad del material.
El método de ensayo guiado requiere que la carga se aplique en el punto
central de la muestra mientras esta se apoya en los extremos.
El espécimen se dobla hasta un ángulo predeterminado o hasta que se
fractura.
El lado convexo de la muestra se inspecciona visualmente en busca de
grietas o defectos, y se determina el fallo por el tamaño de las grietas e
imperfecciones permitidas por las especificaciones del material.
Para este ensayo, se recomienda utilizar un equipo de la serie SATEC KN,
DX, o el modelo HDX con un accesorio de flexión W-6810.
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Este accesorio permite ajustar la distancia entre apoyos y se suministra con
varios tamaños de mandriles de carga para acomodar especímenes de
diferentes grosores.
Los soportes de carga llevan unos refuerzos para proporcionar una mayor
rigidez durante la carga. Los equipos DX o HDX son modelos que disponen
de doble área de ensayo, por lo que la flexión se realiza en la zona inferior
dónde se realizan las compresiones y siempre queda la zona superior libre
para hacer tracciones.
6. Procedimiento.
a) Tome todas las dimensiones de la viga utilizando un micrómetro para los
espesores. Use estas medidas para determinar el momento de inercia “I” de
la viga.
El instructor conectará los cables y preparará el equipo de lecturas digitales.
No encienda las fuentes de voltaje hasta que estén ajustadas a 15 voltios.
Si no está seguro, ajústelas a cero voltios antes de encenderlas y luego
llévelas a 15 voltios.
b) Coloque el deformimetro (LVDT) debajo de la viga. Asegúrese que esté
bien colocado y que tanto el LVDT como el "straingage" responden
apropiadamente.
c) Calibre el equipo y los deformimetro utilizando la aplicación de una
pequeña carga en el sistema y colocando todas las lecturas en cero.
d) Aplique carga en incrementos de 200 libras hasta 1,200 libras (la celda
de carga en la reacción registrará sólo la mitad de estos valores). Tome
lecturas de deformaciones en los deformimetros cada 200 libras.
e) Prepare la gráfica de carga (P) versus deflexión (D) y determine la
pendiente recta de P/ D. Utilice este valor para calcular el módulo de
elasticidad en flexión (Ef) de la viga usando la ecuación:
E = (P/D) (L3 / 48I) f.
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f) Prepare gráficas de esfuerzo (s) versus deformación unitaria (e) en
tensión. Utilice estas gráficas para calcular el módulo de elasticidad (Et) en
tensión de la viga y compare estos valores con los anteriores.
7. Resistencia de Flexión.
La fórmula de la tensión será, como ya sabemos la relación del esfuerzo
con la sección donde actúa. El momento flector máximo en la viga es igual:
Mfmax = P. (L – d) / 4
Siendo P la carga total, L la distancia entre apoyos y d la separación entre
las cargas.
Si el modulo resistente Wz es:
Wz = p. d³ /32.
Remplazando en la fórmula que determina la tensión y considerando el
momento flector máximo, obtenemos la “resistencia estática o módulo de
rotura de la flexión”.
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8. Falla por Flexión.
La falla puede ocurrir en las vigas debido a una de varias causas.
Aunque estos modos de falla se exponen primariamente con referencia a
las vigas de material dúctil, en sus aspectos generales son aplicables a
cualquier material.
La viga puede fallar por cadencia de las fibras extremas. Cuando el punto
de cadencia es alcanzado en las fibras extremas, la deflexión de la viga
Aumenta más rápidamente con respecto a un incremento de carga; y si la
viga tiene sección gruesa y fuerte o está firmemente empotrada de tal modo
que no pueda torcerse o flambearse, la falla se verifica con un pandeo
gradual que finalmente se torna tan grande que la utilidad de la viga como
miembro sustentante queda destruida.
En una viga de largo claro, las fibras en compresión actúan de manera
similar a aquellas en compresión de una columna, y la falla puede tener
lugar por flambeo.
El flambeo, el cual generalmente ocurre en dirección lateral, puede deberse
ya sea a la causa primaria o secundaria de la falla.
La falla de los miembros de alma delgada, como una vigueta, puede ocurrir
debido a los esfuerzos cortantes excesivos en el alma o por el flambeo del
alma bajo los esfuerzos compresivos diagonales que siempre acompañan a
los esfuerzos cortantes.
En aquellas partes de vigas adyacentes a los lados de apoyo que
transmiten las cargas concentradas o las reacciones a las vigas, pueden
establecerse esfuerzos compresivos altos, y en las vigas o canales el
esfuerzo local en aquella parte del alma más cercana a un dado de apoyo
puede tomarse excesivo. Si este esfuerzo local excede la resistencia contra
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el punto de cadencia del material en la unión del alma y el patín, la viga
puede fallar primariamente debido a la candencia de la parte sobre fatigada.
Barra de Aluminio aplicada a Compresión por Fuerza Axial.
Esfuerzo vs Deformación Unitaria en el aluminio.
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Determinación de los módulos de elasticidad del concreto y el aluminio.
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Conclusión.
Al realizar el ensayo a flexión nos podemos dar cuenta que el ensayo a flexión nos
puede servir como un gran medio para evaluar el comportamiento de cargas a
compresión, particularmente para determinar los límites de estabilidad estructural,
elasticidad y deformación.
En materiales tenaces no se puede determinar nada más que el límite de flexión
por poderse doblar en 180° sin rotura, adquiriendo forma de “U”. En los materiales
agrios se puede llegar a la rotura y con ello calcular la resistencia a la flexión como
en este caso es el aluminio. Se verifico la relación entre carga aplicada y de flexión
y se obtuvo la medición experimental del módulo elástico de los materiales
ensayados.
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República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria
LUZ-COL
Ingeniería Civil
Practica de Topografía
Ensayo de Flexión del Aluminio.
-Realizado por:
Mariangel Losada C.I 23.467.939
Mariorlis Olivar C.I 24.165.031
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Cabimas; 07/06/2014.