Resistencia de Materiales I 15006
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- Juan Carlos Mendoza Correa
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1 Resistencia de Materiales I Ensayo de Tracción Profesor: Claudio García Herrera Departamento de Ingeniería Mecánica Universidad de Santiago de Chile Santiago, 31 de marzo de 2014
2 Índice 1 Introducción Diagrama esfuerzo deformación (σ ɛ) Definiciones básicas claudio.garcia@usach.cl (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
3 Índice 1 Introducción Diagrama esfuerzo deformación (σ ɛ) Definiciones básicas claudio.garcia@usach.cl (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
4 Introducción Hasta ahora sólo hablamos de la resistencia del material en términos de esfuerzo (σ) Ahora incluiremos los cambios de forma, deformación (ɛ) uniaxial elástica. Se estudiarán las relaciones entre deformaciones, equilibrio de fuerzas y relaciones entre σ y ɛ problemas estáticamente indeterminados. claudio.garcia@usach.cl (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
5 Ensayo de tracción Aplicar un estado uniforme de esfuerzo normal en una muestra del material. Se registra la carga, el desplazamiento de las mordazas, el desplazamiento entre marcas (extensómetro mecánico u óptico). El ensayo se encuentra normado (ASTM E8M, NCh 200 OF74). Ensayo del tipo destructivo. Máquina de tracción claudio.garcia@usach.cl (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
6 Máquinas de tracción Principales fabricantes disponibles en Chile Tipos INSTRON ZWICK Electromecánicas. 1 Cargas máxímas 130 kn (13 TON) 2 Velocidades máximas 500 mm/min 3 Fácil control de desplazamiento 4 Difícil control de la carga Oleohidráulicas. 1 Cargas máxímas 1000 kn (100 TON) (pocas en Chile) 2 Velocidades máximas 100 mm/min 3 Difícil control de desplazamiento 4 Fácil control de la carga claudio.garcia@usach.cl (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
7 Máquinas de tracción disponibles en el DIMEC. Máquina 100 kn Instron Máquina 500 N Instron claudio.garcia@usach.cl (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
8 Plano cilíndrica (DIMEC) (dimesiones Resistencia en de Materiales I de marzo de / 19 Probetas Metal. Probetas típicas del ensayo, normalizadas (ASTM) (dogbone)
9 Probetas Plásticos y materiales compuestos. Probeta de resina ASTM D 638 Probeta material compuesto ASTM D 3039/D 3039M claudio.garcia@usach.cl (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
10 Realización del ensayo. Tracción cobre. Material compuesto. (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
11 Análisis del ensayo Curva carga desplazamiento. Formación del cuello. (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
12 Medidas de Esfuerzo Esfuerzo ingenieril, es el esfuerzo normal calculado considerando el área transversal de la probeta libre de cargas. σ = P A Esfuerzo real o de Cauchy. Idem al anterior pero considerando el área transversal real (deformada) σ r = P a claudio.garcia@usach.cl (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
13 Medidas de Deformación Deformación ingenieril ɛ = l L L = δ L Deformación logarítmica ɛ l.si se toma una cantidad infinitesimal de desplazamiento (dl) entonces la deformación que se obtiene al estirar una barra de logitud L hasta una longitud l es: ɛ l = l L dl l = log l log L = log l L Deformación real ɛ r. Se define al igual que la anterior pero en términos del área transversal inicial y final, es decir: ɛ r = log A a claudio.garcia@usach.cl (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
14 Curva esfuerzo deformación (aceros) ingenieril o real 1 2 Esfuerzo B 4 5 A Esfuerzo ingenieril máximo (UTS) 2 Límite de proporcionalidad 3 Punto de rotura (ingenieril real) 4 Endurecimiento por deformación 5 Estricción (Necking) Defor A) Esfuerzo ingenieril=σ = P A B) Esfuerzo real=σ r = P a Deformación ingenieril = ɛ = l L L claudio.garcia@usach.cl (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
15 Curva esfuerzo deformación (metales) ingenieril o real 1 Esfuerzo ingenieril máximo (UTS) 2 Límite de proporcionalidad 3 Punto de rotura (ingenieril real) 4 Endurecimiento por plasticidad 5 Formación de cuello A) Esfuerzo ingenieril=σ = P A B) Esfuerzo real=σ r = P a Deformación ingenieril = ɛ = l L L claudio.garcia@usach.cl (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
16 Curva esfuerzo deformación ingenieril Material A36 (planas) Cobre (cilíndricas) (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
17 Formación del cuello (necking). (DIMEC) Resistencia de Materiales I de marzo de / 19
18 Resistencia de Materiales I Ensayo de Tracción Profesor: Claudio García Herrera Departamento de Ingeniería Mecánica Universidad de Santiago de Chile Santiago, 31 de marzo de 2014
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