UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS FSICAS Y MATEMTICAS

ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

ENSAYO DE MATERIALES I

Ttulo de la prctica: Esfuerzo verdadero

Nombre del alumno: Andrade Ramos Juan Martin

Curso: Tercero Segundo

Fecha de realizacin de la prctica: 20-06-2013

Fecha de entrega de la prctica: 27-06-2013

Da y hora: Jueves (09:00 12:00)1.- INTRODUCCIN.El acero estructural es un elemento fundamental en la construccin debido a sus propiedades fsico-mecnicas como: su flexibilidad, resistencia y plasticidad, pero sobre todo por su alta resistencia a la traccin.Se utiliza en laconstruccin de estructuras, tales como edificios industriales y comerciales, puentes y muelles. Se produce en una amplia gama de formas y grados, lo que permite una gran flexibilidad en su uso. Es relativamente barato de fabricar y es elmaterial ms fuertey ms verstil disponible para laindustria de la construccin. Este material ha sido empleado para grandes edificaciones donde el hormign por su costo y su peso no se convierte en una opcin viable para efectuar dicha construccin, tambin se utiliza como un elemento para hacer estructuras sismo-resistentes debido a su ductilidad.El acero estructural es el resultado de la aleacin del hierro, carbono y pequeas cantidades de otros elementos tales como silicio, fsforo, azufre y oxgeno, que le aportan caractersticas especficas. Las aplicaciones comunes del acero estructural en la construccin incluyen perfiles estructurales de secciones: I, H, L, T, C, 0, usadas en edificios e instalaciones para industrias; cables para puentes colgantes, atirantados y hormign pretensado; varillas y mallas electro-soldadas para el hormign armado; lminas plegadas usadas para techos y pisos.Por la importancia que tiene el acero en la construccin es necesario conocer los valores reales de sus esfuerzos y deformaciones, tomando en cuenta que el acero no mantiene su dimetro constante sino que se deforma por la accin de una carga externa.Se puede apreciar estas deformaciones por medio de instrumentos especiales (tornillo micromtrico) que a medida que la carga de traccin va aumentando la seccin va disminuyendo por lo tanto sera un error calcular el esfuerzo unitario manteniendo un rea constante sin embargo lo hemos hecho con fines analticos.Fundamentalmente este ensayo estudia las deformaciones transversales y longitudinales que se producen en la muestra por ejemplo la disminucin de dimetro en el ahorcamiento para lo cual se requiere la aplicacin de conceptos nuevos, frmulas para el clculo de los esfuerzos y deformaciones reales.Bibliografa: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ACERO%20ESTRUCTURAL.htm http://www.allstudies.com/acero-estructural.html2.-OBJETIVOS.Objetivos generales: Analizar y comprender el comportamiento del material durante el proceso de carga y descarga a medida que va cambiando su seccin transversal.

Determinar los diagramas de los esfuerzos-deformaciones verdaderas debido a la traccin segn los datos obtenidos en el ensayo y comparar con el diagrama esfuerzos nominales-deformaciones.

Objetivos especficos: Observar detenidamente las deformaciones que presenta el cuerpo durante el ensayo.

Comparar los resultados obtenidos en el ensayo de esfuerzos nominales y verdaderos.

Determinar el punto de fluencia, esfuerzo mximo, lmite de elasticidad para los diferentes diagramas.

Canalizar esta informacin con el fin de establecer dudas, comparaciones de la calidad del material que estemos utilizando en una obra civil.

3.- MATERIALES Y EQUIPO.Equipo Mquina universal 30 Ton (Ap. +/- 10Kp).

Calibrador o Varnier (Ap. = +/- 0.05 mm).

Deformmetro lineal (Ap. = +/- 0.0001).

Compas porcentual (Ap. = +/- 1%).

Tornillo micromtrico digital (Ap. = +/- 0.01 mm).

Materiales

Varilla de acero =10.23mm; L=2.

4.- PROCEDIMIENTO.1. Se mide las dimensiones de la varilla de acero.

2. Se coloca la varilla de acero en la maquina universal de 30 Toneladas, se encera la mquina para aplicar fuerzas de traccin sobre la muestra; para medir las deformaciones longitudinales se coloca el deformmetro lineal y el tornillo micromtrico para las deformaciones transversales.

3. Se aplican cargas en intervalos de 200 kg hasta llegar a los 2400 kg. se lee simultneamente las deformaciones.

4. Al llegar a la carga de 2400 kg se har lectura de las cargas en intervalos de .005 pulgadas de deformacin hasta una deformacin de 0.09 pulgadas, a continuacin se harn las lecturas de las cargas cada .01 pulgadas hasta que la muestre llegue a la rotura.

5. Cuando la probeta haya fallado se mide su longitud final con el comps porcentual y su dimetro final con el tornillo micromtrico.

6. Tabulamos y comparamos los resultados obtenidos.

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6.- CLCULOS TPICOS. Clculo de la carga aplicada al aceroP 2 = 200 kgP 2 = 200 * 9.81 NP 2 = 1962 N Clculo de la deformacin del acero 2 = 2 = 1*25.4 * mm 2 = mm Clculo del rea instantnea del aceroAi = mm2A1 = mm2 A1 = 82.19 mm2 Clculo del esfuerzo nominal del acero Clculo de la deformacin unitaria del acero Clculo del esfuerzo transversal del acero Clculo de la deformacin transversal del acero Clculo del esfuerzo longitudinal del acero Clculo de la deformacin longitudinal del acero

7.- CONCLUSIONES. Para los diagramas con datos nominales existe un margen de error que podemos aceptarlo como vlido en cuanto se considere al rea de la seccin transversal como constante, durante el proceso de carga.

Para conseguir relaciones los valores verdaderos con los nominales consideramos constante el volumen de la muestra, debido a que su zona elstica es pequea y adems existe una compensacin de dimensiones de la probeta mientras se desarrollan las deformaciones.

Verificamos que los esfuerzos verdaderos son mayores a los nominales (En la tabla de clculos).

Las molculas constituyentes del material, en la zona elstica tienden a reducir sus espacios intermoleculares producindose la disminucin del volumen para los valores que son tomados como verdaderos.

En el diagrama se puede observar que el punto de fluencia para los esfuerzos nominales, transversales y longitudinales es aproximadamente el mismo, pero el esfuerzo mximo y de rotura es mayor para los esfuerzos verdaderos.

Se observa que el lmite elstico para las diferentes funciones en el diagrama es el mismo, esto se debe a que es el mismo material en las diferentes curvas.

8.- RECOMENDACIONES. Cumplir con todas las recomendaciones y procesos a realizar para que los errores sean mnimos. Observar detenidamente cada proceso del ensayo, en especial las deformaciones producidas por la aplicacin de cargas externas. Controlar que las probetas de acero no hayan sufrido deformaciones previas, mantengan forma y dimensiones correctas. Verificar que no exista cambios bruscos de seccin en la varilla de acero para que no se den concentracin de esfuerzos.

9.- BIBLIOGRAFA. TROXELL, DAVIS, WISKOCIL; Ensaye e inspeccin de los materiales de ingeniera, pgs. 184 185.

ABIGNIEW D. JASTRAEBSKI; Naturaleza y propiedades de los materiales para la ingeniera.INTERNET.- http://materias.fi.uba.ar/6716/Modos%20de%20falla%20en%20componentes%20estructurales_1.pdf http://www.monografias.com/trabajos46/fracturas-mecanicas/fracturas-mecanicas2.shtml

10.- ANEXOS.VARILLA DE ACERO

Falla: Copa y cono

MATERIALES

Mquina universal 30 Ton (Ap. +/- 10Kp)

Compas porcentual (Ap. = +/- 1%)

Deformmetro lineal (Ap. = +/- 0.0001)

Tornillo micromtrico digital (Ap. = +/- 0.01 mm)

Calibrador o Varnier (Ap. = +/- 0.05 mm)