ENSAYO DE FLEXION

ENSAYO DE FLEXIONRESISTENCIA DE MATERIALES

ENSAYO DE FLEXION

Se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección

perpendicular a su eje longitudinal.

OBJETIVO DEL ENSAYO.- Determinar experimentalmente algunas propiedades mecánicas (esfuerzo de rotura,

módulo de elasticidad) de los materiales, para el caso de solicitación a flexión. Observar la falla a flexión en una

probeta de madera.

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En las pruebas de flexión se emplean dos esquemas de carga de la muestra entre apoyos fijos:

a) b)1) La carga se aplica como una fuerza concentrada en el medio de la distancia entre los puntos de apoyo (Fig. 1a)2) La carga se aplica en dos puntos que se encuentran a una misma distancia de los puntos de apoyo (Fig. 1.b)

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Los esfuerzos en la etapa de deformación elástica son calculados por las formulas corrientes de resistencia de materiales para la

determinación de los esfuerzos normales en flexión.

El esfuerzo convencional normal de una fibra extrema traccionada es igual a:

Donde Mflec es el momento flector. En el caso en que la carga es una fuerza concentrada (Fig. 1a)

Mflec=Pl2/4

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Wx es el momento de resistencia de la sección.

Jx es el momento de inercia de la sección con respecto al eje neutro x. h es la altura de la sección. En la literatura común se denomina h/2 = c, como la distancia desde el eje neutro a la fibra más traccionada o más comprimida.

La condición de resistencia se escribe entonces:

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Donde    es el esfuerzo permisible

El momento de resistencia para una muestra de sección rectangular es:

y para una cilíndrica

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MAQUINARIA, MATERIALES E INSTRUMENTOS DE MEDIDA.

Probetas.-  Se usarán dos probetas, una de madera, la cual será destruida con el objeto de conocer su esfuerzo de rotura; y otra de acero, para la determinación del módulo de elasticidad. Con esta última debe tomarse especial atención de no cargarla de manera que aparezcan en ella esfuerzos mayores a los de fluencia.

El estándar ASTM D143 recomienda usar piezas pequeñas y limpias de madera de 2 X 2 X 30 pulg. Sobre un claro (vuelo, vano) de 28 pulg.

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Aparatos para ensayos de flexiónLos principales requerimientos de los bloques de apoyo y carga para ensayos de vigas son los siguientes:

1. Deben tener una forma tal que permita el uso de un claro de largo definido y conocido.

2. Las áreas de contacto con el material bajo ensayo deben ser tales que las concentraciones de esfuerzo indebidamente altas (las cuales pueden causar aplastamiento localizado alrededor de las áreas de apoyo) no ocurran.

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3. Debe haber margen para el ajuste longitudinal de la posición de los apoyos de modo que la restricción longitudinal no pueda des arrollarse a medida que la carga progrese.

4. Debe haber margen para algún ajuste lateral rotativo para acomodar las vigas que estén ligeramente torcidas de uno al otro extremo, de modo que no se inducirán esfuerzos (cargas) torsionantes.

5. El arreglo de las partes debe ser estable bajo carga.

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ESQUEMA DE MONTAR PARA UNA PROBETA DE MADERA

Dispositivo de apoyo y carga para el ensayo a flexión en la máquina universal DE ENSAYOS Se muestra también el esquema de medición usado

( FIGURA 4)

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MAQUINA UNIVERSAL DE ENSAYOS Para la medición de las dimensiones indicadas en la figura se usan instrumentos convencionales de medición. El calibrador Vernier y el micrómetro.

El comparador de carátula se fija de tal manera que mida directamente la deflexión de la viga. Como se ve en la figura 4, esto se logra apoyando el magneto en la placa inferior, invirtiendo el comparador y haciendo que su punta palpadora toque la cara inferior de la probeta el instrumento debe quedar bien alineado con la línea de simetría, es decir, bajo el “cuchillo” que aplica la carga. Se debe guardar precaución de retirar todo el sistema de medición con premura cuando las deflexiones sean grandes. Al usar este esquema de medición el instrumento de medida trabajará a compresión y la lectura se realizará por la escala habitual del mismo. 

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COMPARADOR DE CARATULA

PROBETA

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