UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y MECANICA

“ENSAYOS MECANICOS PARA LA COMPOBRACION DE LA

RESISTENCIA DE MATERIALES”

Asignatura : Construcción de Vehículos II (CV02).

Profesor : Inciso Melgarejo, Daniel Fernando (C11169).

Alumno : Espinoza Huamán, Manuel Elías (0830046).

Choque Buleje Carlos Augusto (1011888).

Ciclo : Octavo

Periodo Lectivo : 2013 – III

LIMA – PERU

2014

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TABLA DE CONTENIDOS

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TEMAS/CAPITULOS №

PAGINA

INTRODUCCION 3

OBJETIVOS 4

CAPITULO I: ENSAYO DE TRACCION

Marco teórico 5

Descripción de equipos utilizados 7

Descripción del procedimiento 8

Datos obtenidos en el laboratorio 10

Cálculos y Resultados 10-11

CAPITULO II: ENSAYO DE FLEXION

Marco teórico 12

Descripción de equipos utilizados 12

Descripción del procedimiento 13

Datos obtenidos en el laboratorio 14

Curva deflexión vs. carga 14

CAPITULO III: ENSAYO DE IMPACTO

Marco teórico 15

Imágenes del equipo 16

CONCLUSIONES 17

RECOMENDACIONES 17

FUENTES DE INFORMACION 18

ANEXO 19-20

E

INTRODUCCION

El presente informa trata de explicar los ensayos que se realizan para la

comprobar la resistencia del material así como sus propiedades

mecánicas.

Este tipo de pruebas son necesarias para seleccionar una adecuada

estructura, la cual será empleada en el bastidor de un vehículo el cual

adopta una un perfil del bastidor de tipo tubular.

A continuación el trabajo dará a conocer los objetivos que se plantea en

este laboratorio a realizar, los procedimientos y valores extraídos serán

mostrados para que se observe el comportamiento que posee los

materiales que hemos seleccionado para nuestro estudio, los ensayos se

han realizado bajo las normas de ASTM, SAE, AISI, AWS, ASME, entre

otros.

El informe esta compuesto principalmente de dos análisis ejecutados en

el laboratorio los cuales son el ensayo de tracción el de flexión, a su vez

se da a conocer otros ensayos como el de impacto el cual tiene relación

con algunas nociones de soldadura.

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OBJETIVOS

Comprobar la resistencia de las probetas dadas en las normas técnicas.

Obtener experiencia en la identificación y manipulación de equipos de

laboratorio.

Obtener la curva esfuerzo-deformación unitarios de ingeniería para los

materiales metálicos a trabajar.

Determinar la resistencia mecánica de los materiales a partir del ensayo

de tracción y flexión.

Comprender el funcionamiento del equipo encargado de realizar ensayos

de impacto.

Entender las nociones de soldadura proporcionadas por el instructor del

laboratorio.

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CAPITULO I

ENSAYO DE TRACCION

1.1. MARCO TEORICO.-

El ensayo de tracción es uno de los más importantes para

determinar las propiedades mecánicas de los materiales

.

El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilíndrica o

prismática de dimensiones normalizadas (estándar) a un esfuerzo

de tracción continuo (tendencia a estirar el material). Esta pieza se

llama probeta. Veamos algunas definiciones:

a) Límite de elasticidad o límite elástico (σE): La tensión a partir de

la cual las deformaciones dejan de ser reversibles, es decir, la

probeta no recuperará su forma inicial.

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E

b) Límite de rotura o tensión de rotura (σR): Máximo valor de la

tensión observable en un diagrama tensión-deformación. Esta

es la máxima tensión que soporta la probeta.

c) Módulo de Young (E): Constante que representa la relación

entre la tensión y la deformación en la zona proporcional.

También se le llama módulo de elasticidad.

d) Límite de proporcionalidad (σP): La tensión a partir de la cual

deja de cumplirse la relación proporcional entre tensión y

deformación y, por lo tanto, se deja de cumplir la ley de Hooke.

e) Límite de fluencia (σF): valor de la tensión que soporta la

probeta en el momento de producirse el fenómeno de la

fluencia.

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1.2. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPOS UTILIZADOS

Nombre de la Máquina: Máquina Universal Amsler.

Fabricado por: Alfred J, Amsler y Cia; Schaffhausen/Suiza

Rango de Medición: La escala de carga aplicada va de 500Kg hasta 5000Kg, entre cada intervalo de 100 kilogramos hay 10 subdivisiones más, para que la precisión sea mayor.

Motor de la máquina: transforma la energía eléctrica en energía mecánica.

Controlador de la carga

Vernier o pie de rey: Instrumento empleado para medir.

Escala: Centímetros o hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetros o hasta 1/20 milímetros).

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E

1.3. DESCRIPCION DEL PROCEDIMIENTO.-

1.3.1. Al empezar medimos con el vernier la longitud inicial de las

dos probetas, pasando luego también a las secciones

transversales de dichas probetas.

1.3.2. Luego, encender la maquina Amsler, colocamos el papel

milimetrado en el rodillo, donde la maquina nos grafica la

carga vs elongación, para esto adecuamos un lapicero en la

parte superior.

1.3.3. Siguiendo con la experimentación, antes de colocar las

probetas, primero ponemos dos mordazas para tener un

adecuada aplicación de cargas, una vez hecho esto

procedemos introducimos la probeta entre las dos mordazas.

Probeta 1

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E

Probeta 2

1.3.4. Luego iniciamos con el proceso de aplicación de cargas para

la probeta, esto se da a través de la conversión de energía

eléctrica en mecánica a través del motor de la máquina,

también con la intervención de la presión y el ascenso del

fluido.

1.3.5. Luego iniciamos con el proceso de aplicación de cargas para

la probeta, esto se da a través de la conversión de energía

eléctrica en mecánica a través del motor de la máquina,

también con la intervención de la presión y el ascenso del

fluido.

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1.3.6. Una vez que se llega alcanzar la carga máxima para cada

probeta, que hace que esta sufra una ruptura, sacamos la

muestra y procedemos a realizar sus medidas

correspondientes.

1.4. DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO

Probeta 1 (SAE - 1045)

CARGA 1220 KgLONGITUD INICIAL 25.4 mmDIAMETRO INICIAL 6.04 mmLONGITUD FINAL 29.09 mm

Probeta 2 (ASTM – A36)

CARGA 600 KgLONGITUD INICIAL 50.8 mmLONGITUD FINAL 59.34 mm

1.5. CÁLCULOS Y RESULTADOS

Probeta 1 (SAE - 1045)

% de elongación:

%ε= L f – LoLo

x 100

%ε= 14,528%

Probeta 2 (ASTM – A36)

% de elongación:

%ε= L f – LoLo

x 100

%ε= 16,811%

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GRAFICA DE LA CURVA DEFORMACION ESFUERZO

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CAPITULO II

2. ENSAYO DE FLEXION

2.1. MARCO TEORICO.-

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 (Similar a la resistencia a

la tensión).El ensayo de flexión se basa en la aplicación de una

fuerza al centro de una barra soportada en cada extremo, para

determinar la resistencia del material hacia una carga estática o

aplicada lentamente. Normalmente se usa para materiales frágiles.

Resistencia a la flexión: Esfuerzo necesario para romper un

espécimen en un ensayo de flexión. También se le conoce como

modulo de ruptura.

2.2. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPOS UTILIZADOS

En la parte superior de la maquina Amsler se encuentra el otro dispositivo que nos permite realizar el ensayo de flexión en este caso para una barra circular.

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2.3. DESCRIPCION DEL PROCEDIMIENTO.-

2.3.1. Preparar el dispositivo colocando los respectivos apoyos.

2.3.2. Sobre ellos reposará la viga circular, la cual será sometida

cargas para observar su comportamiento de flexión.

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E

2.3.3. Previamente al sometimiento de cargas se debe tomar

medida de la distancia entre los apoyos a su vez durante el

ensayo anotar el valor de las deformaciones que se producen

en la barra circular.

2.4. DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO

De acuerdo a los valores de deflexión obtenidos durante el ensayo efectuando a una carga correspondiente. Se tiene la siguiente tabla:

2.5. GRAFICA CARGA – DEFLEXION

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Deflexión (mm) Carga (kg)

0 0

1.12 200

2.26 367.5

3.42 535

4.67 702.5

5.97 870

E

0 1 2 3 4 5 6 70

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Deflexion vs. Carga

Carga

Defle

xion

CAPITULO III

3. ENSAYO DE IMPACTO

3.1. MARCO TEORICO.-

Método para determinar el comportamiento del material sometido a

una carga de choque en flexión, tracción o torsión. La cantidad que

suele medirse es la energía absorbida al romperse la probeta en un

solo golpe, como en el ensayo de impacto Charpy, el ensayo de

impacto Izod y el ensayo de tensión por impacto. Los ensayos de

impacto tambien se realizan sometiendo las probetas a varios

golpes de intensidad creciente, como en el ensayo de impacto con

caída de bola y el ensayo de impacto con golpe repetido. La

resilencia al impacto y la dureza con rebote de proyectil se

determinan en ensayos de impacto no destructivos.

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3.2. NOCIONES DE SOLDADURA

Para la unión de dos planchas previamente se debe hacer un biselado para el llenado de soldadura. Para la selección adecuada de la soldadura se requiere hacer un ensayo de impacto. Se dice que estructuras unidas por soldadura, la zona de soldadura cuando es sometida a bajas temperaturas, estas zonas tendían a fallar siempre.

3.3. IMGENES DEL EQUIPO UTILIZADO

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CONCLUSIONES

PRIMERA: Concluimos que si analizamos únicamente la gráfica

podremos saber cuál es el material con mayor modulo de Young en

función a la pendiente que esté presente.

SEGUNDA: Concluimos pasado el límite de proporcionalidad el metal

presenta una región de fluencia.

TERCERA: estos ensayos nos permiten seleccionar materiales tubulares

para la concepción de un larguero que utilizaremos para el bastidor.

CUARTA: estos ensayos nos permiten definir la propiedad del bastidor:

rigidez que usaremos para el bastidor.

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RECOMENDACIONES

PRIMERA: Se recomienda que los materiales a ensayar no presenten

deformación alguna ya que esto afectaría en los calculo y produciría u

porcentaje de error.

SEGUNDA: Se recomienda estar preparado para el momento justo de la

determinación de la carga máxima ya que este se indica a través del

puntero que se encuentra en el indicador y por un lapso de tiempo.

FUENTES DE INFORMACION

- Resistencia de materiales. Autor: V.I. Feodosiev. Editorial Mir

MOSCU.

- Mecánica de materiales. Autor: R.C. Hibbeler. Editorial

Pearson.

- http://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm02/fcm2_2.html

- http://www.slideshare.net/Ferchonando/ensayo-de-traccion

- http://www.instron.com.es/wa/glossary/term.aspx?

PageID=1183

- http://www.slideshare.net/iadiegue/ensayo-de-flexin

- http://www.instron.com.ar/wa/glossary/Bend-Test.aspx

- http://www.utp.edu.co/~gcalle/Contenidos/Impacto.htm

- http://www.instron.com.ar/wa/glossary/Impact-Test.aspx

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ANEXO

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