PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES : PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES Caraballo Patiño David Alfonso Gutierrez Tafur Jorge Armando Martinez Mercado Luis Daniel Cervantes Tilano Jesus David Martinez Bolivar Lesme

Ensayos mecánicos: clasificación : Ensayos mecánicos: clasificación 1 - Ensayos estáticos: Tracción. Compresión. Torsión. Flexión. Pandeo. Cizalladura. 2 - Ensayos con tensiones múltiples. 3 - Ensayos de dureza. 4 - Ensayos de duración: Fatiga. Fluencia. 5 - Ensayos tecnológicos.

Ensayos mecánicos: tracción : Ensayos mecánicos: tracción Estudio del comportamiento de un material sometido a un esfuerzo de tracción progresivamente creciente, ejercido por una máquina apropiada, hasta conseguir la rotura.

Imagen 1-a probeta sistema americano : Imagen 1-a probeta sistema americano Para llevar a cabo esta prueba se prepara una probeta de forma y tamaño estándar. se toman mediciones tanto del área de la sección transversal como de la longitud calibrada. con objeto de aplicar una carga axial, sin que tenga lugar la flexión en el espécimen. se usa una maquina de prueba (imagen 3) para estirar el espécimen a un régimen constante muy lento, hasta alcanzar el punto de ruptura.

En El Sistema Europeo Las Medidas De Probetas Son: : En El Sistema Europeo Las Medidas De Probetas Son: Imagen 1-B

Imagen 2 Maquina de Ensayos tracción compresión : Imagen 2 Maquina de Ensayos tracción compresión

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Imagen 3 : Imagen 3 Imagen 4 Imagen 5

Diagrama convencional de esfuerzo-deformaciòn unitaria : Diagrama convencional de esfuerzo-deformaciòn unitaria Dividiendo la carga entre el área original transversal del espécimen, se determina el esfuerzo nominal o de ingeniería. De la misma manera, la deformación nominal o de ingeniería se determina directamente leyendo el calibrador o dividiendo el cambio en la longitud calibrada , entre la longitud calibrada original del espécimen.

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Formación De Cuello O Estricción : Formación De Cuello O Estricción En el esfuerzo ultimo la sección transversal empieza a disminuir en la zona localizada de la probeta, en lugar de hacerlo en toda su longitud. este fenómeno es causado por planos de deslizamiento que se forman dentro del material y las deformaciones producidas con causadas por esfuerzo cortante. como resultado, tiende a desarrollarse un "cuello" en esta zona a medida que el espécimen se alarga cada vez mas.

Imagen 8 : Imagen 8 Imagen 6 Imagen 7

Materiales Frágiles : Materiales Frágiles los materiales frágiles exhiben poca o ninguna fluencia antes de su rotura. comparados con su comportamiento bajo tensión, los materiales frágiles como el hierro colado o el concreto exhiben una resistencia mas elevada a la compresión axial (imagen 9), en este caso cualquier grieta e imperfección en la probeta tiende a cerrarse, y conforme la carga aumenta el material por lo general se abombara o adquirirá forma de barril a medida que las deformaciones unitarias van siendo mas grandes.

Imagen 10 : Imagen 10 Imagen 9

Concreto : Concreto En el ensayo de tensión del concreto se determina que tan resistente es un concreto cuando este es sometido a una fuerza axial y los esfuerzos y deformaciones que se generan a base de la acción de esta fuerza. La resistencia a la compresión simple es la característica mecánica principal del concreto, presenta alta resistencia a la compresión pero es de notar que no todos los materiales presentan la misma resistencia, en el concreto si un material tiene gran resistencia a la compresión es posible que tenga una baja resistencia a la tensión y viceversa.

Ensayos Mecánicos: Compresión : Ensayos Mecánicos: Compresión Estudio del comportamiento de un material sometido a un esfuerzo de compresión progresivamente creciente, ejercido por una máquina apropiada, hasta conseguir la rotura o aplastamiento.

La Norma ASTM : La Norma ASTM A370 métodos de prueba y definiciones para pruebas mecánicas de productos de acero ASTM E8 / E8M - 09 métodos de prueba estándar para la tensión de materiales metálicos Los distintos ensayos mecánicos descritos en ese documento se utilizan para determinar las propiedades requeridas en las especificaciones del producto. Las variaciones en los métodos de prueba deben ser evitados, y los métodos estándar de prueba se deben seguir para obtener resultados reproducibles y comparables.

ASTM E8 / E8M - 09 : ASTM E8 / E8M - 09 Las pruebas de tensión de proporcionar información sobre la resistencia y ductilidad de los materiales bajo las tensiones de tracción uniaxial. Esta información puede ser útil en las comparaciones de los materiales, el desarrollo de aleación, control de calidad, diseño y bajo ciertas circunstancias. Los resultados de las pruebas de tensión de las muestras mecanizadas a las dimensiones estándar de las partes seleccionadas de una pieza o material no puede totalmente representan la fuerza y ​​propiedades de ductilidad del producto final completo o su comportamiento en servicio, en diferentes ambientes.

NORMA A370 : NORMA A370 Comportamiento dúctil vs frágil - cúbico centrada en el cuerpo o aleaciones ferríticas exhiben una transición significativa en el comportamiento cuando el impacto es probado en un amplio rango de temperaturas. A temperaturas superiores a la de transición, el impacto de una fractura de especímenes dúctiles (normalmente coalescencia intersticial) mecanismo, absorbiendo cantidades relativamente grandes de energía. A temperaturas más bajas, que la fractura en un frágil (por lo general escote) forma la absorción de energía considerablemente menor. Dentro del rango de la transición, la fractura en general, será una mezcla de zonas de fractura dúctil y fractura frágil.

La norma ASTM para concreto : La norma ASTM para concreto ASTM C496/C496M - 11 Método de Ensayo Normalizado párrafo Resistencia a la Tracción Indirecta de Especímenes Cilíndricos de Concreto: Este Método de ensayo Trata Sobre la determinación de la Resistencia a la Tracción Indirecta de especímenes cilíndricos de concreto, los cuentos de como cilindros perforados Moldeados y núcleos.

Ensayo de torsión : Ensayo de torsión

Torsión Barras De Sección Circular : Torsión Barras De Sección Circular analicemos los esfuerzos y las deformaciones producidos por un momento torsor aplicando sobre un elemento de sección circular maciza o hueca. para ello tracemos en la superficie exterior del elemento las circunferencias y los segmentos rectos se muestran en la figura.

luego de aplicar el momento torsor la barra se deforma. la imagen 11 muestra en elemento con las deformaciones ampliadas para facilitar el análisis. : luego de aplicar el momento torsor la barra se deforma. la imagen 11 muestra en elemento con las deformaciones ampliadas para facilitar el análisis.

Maquina De Ensayo De Torsión : Maquina De Ensayo De Torsión

Ensayo De Torsión Consiste En: : Ensayo De Torsión Consiste En: Experimentalmente determina las propiedades de torsión de corte de materiales Una probeta de ensayo cilíndrica se tuerce hasta el fallo Par aplicado y el ángulo de giro se registran Método de prueba ASTM estandarizadas usadas - Especifica Procedimiento de ensayo / muestra la geometría

Limitaciones del diseño : Limitaciones del diseño Máquina debe ser capaz de fracturar una probeta de acero De diámetro de la muestra es de 3 / 8 pulgada para permitir el examen de las superficies de fractura - ASTM por lo tanto, requiere una longitud de muestra de 6 pulgadas para cumplir con los requisitos de longitud / diámetro Par y el ángulo de giro de los aparatos de medición de fácil acceso.

La norma ASTM : La norma ASTM E6 Terminología relacionada con los métodos de Ensayos Mecánicos: Esta terminología abarca los principales términos relacionados con los métodos de pruebas mecánicas de los sólidos. Las definiciones en general se limitan e interpretado, cuando sea necesario, para que sean especialmente aplicables y viables para su uso en las normas que requieren o relativos a los ensayos mecánicos. Estas definiciones se publican para fomentar la uniformidad de la terminología en las especificaciones del producto.

ENSAYO DE FLEXIÓN : ENSAYO DE FLEXIÓN Consiste en someter la probeta del material, apoyada libremente en sus extremos, a una fuerza aplicada en el centro, o dos iguales aplicadas a la misma distancia de los apoyos.

Máquina de ensayo de flexión : Máquina de ensayo de flexión Antes del esfuerzo Después del esfuerzo

Resistencia A Flexión Del Concreto : Resistencia A Flexión Del Concreto La resistencia a la flexión es una medida de la resistencia a la tracción del concreto (hormigón). Es una medida de la resistencia a la falla por momento de una viga o losa de concreto no reforzada. Se mide mediante la aplicación de cargas a vigas de concreto de 6 x 6 pulgadas (150 x 150 mm) de sección transversal y con luz de como mínimo tres veces el espesor. La resistencia a la flexión se expresa como el Módulo de Rotura (MR) y (MPa) y es determinada mediante los métodos de ensayo ASTM C78 (cargada en los puntos tercios) o ASTM C293 (cargada en el punto medio).

Método de ensayo ASTM C78 (cargada en los puntos tercios) : Método de ensayo ASTM C78 (cargada en los puntos tercios)

Método de ensayo ASTM C293 (cargada en el punto medio). : Método de ensayo ASTM C293 (cargada en el punto medio).

Norma ASTM : Norma ASTM ASTM 529 - 04 (2011) Guía Estándar para la realización de ensayos de flexión en vigas y viguetas para la construcción de edificios. ASTM C78 / C78M - 10 Método de prueba estándar para resistencia a la flexión del concreto (usando viga simple con tercer punto de carga) ASTM C293 / C293M - 10 Método de prueba estándar para resistencia a la flexión del concreto (usando viga simple con carga punto central)

ASTM 529 - 04 (2011) : ASTM 529 - 04 (2011) En esta guía se describe la prueba de flexión de vigas y vigas en condiciones de servicio simulado para determinar sus características de desempeño estructural. Métodos de seguir esta guía están destinados principalmente a construcciones que no se ajusten a los supuestos relativamente simples en los que teorías bien conocidas a la flexión se basan. En algunos casos, también son adecuadas para determinar la adecuación estructural del diseño, los materiales, las conexiones y las técnicas de fabricación. Los métodos no están destinados para su uso en pruebas rutinarias de control de calidad.

ASTM C78 / C78M - 10 : ASTM C78 / C78M - 10 Este método de prueba utilizado para determinar la resistencia a la flexión de los especímenes preparados y curados de acuerdo con métodos de ensayo C42/C42M o prácticas C31/C31M o C192/C192M . Los resultados se calculan y se presenta como el módulo de rotura. Al grado determinado puede variar si existen diferencias en el tamaño de la muestra, la preparación, condiciones de humedad, el curado, o cuando el rayo ha sido moldeado y cortado a medida.

ASTM C293 / C293M - 10 : ASTM C293 / C293M - 10 Este método de prueba se utiliza para determinar el módulo de ruptura de las muestras preparadas y curadas de acuerdo con las C31/C31M o C192/C192M . Al grado determinado puede variar si existen diferencias en el tamaño de la muestra, la preparación, condiciones de humedad, o curar. Los resultados de este método de ensayo puede ser utilizado para determinar el cumplimiento de las especificaciones o como base para la dosificación, mezcla y las operaciones de colocación. Este método de prueba se obtienen valores de resistencia a la flexión significativamente más alto que el método de prueba. Este método de prueba cubre la determinación de la resistencia a la flexión de probetas de hormigón por el uso de una viga simple con carga punto central. No es una alternativa del método de ensayo.

Ensayos Mecánicos: Ensayos Tecnológicos : Ensayos Mecánicos: Ensayos Tecnológicos Menos rigurosos, tienen por finalidad conocer la aptitud de un cierto material ante un proceso industrial, algunos son: Ensayo de chispa, Ensayo de fractura, Ensayo de forjado, Ensayo de desgaste, Plegado, Doble plegado, Doblado, Recuperación elástica, Embutido, Doblado, Plegado, Ensanchamiento y de Presión interior.

Ensayo De Chispa : Ensayo De Chispa Consiste en presionar contra una muela de esmeril un trozo de acero observando el haz de chispas que se obtiene, así como el color y la forma de las mismas. Se obtiene información sobre la composición química.

Ensayo De Fractura : Ensayo De Fractura Consiste en producir una fractura en el material por cualquier procedimiento y examinarla con una lupa. Se obtiene información sobre el estado del material.

Ensayo De Forjado : Ensayo De Forjado Consiste en conocer de antemano el comportamiento del material frente a un tipo de trabajo de forja.

Ensayo De Desgaste : Ensayo De Desgaste Consiste en evaluar la resistencia al desgaste por rozamiento de los materiales midiendo el peso del mismo antes y después del ensayo.

Plegado : Plegado Consiste en doblar el material observando si aparecen grietas en la parte exterior de la curva. Se obtiene información sobre la plasticidad del material.

Doble plegado : Doble plegado Consiste en doblar una lámina fina en dos direcciones perpendiculares observando si aparecen grietas.

Doblado Alternativo : Doblado Alternativo Consiste en doblar una lámina fina 90º hacia uno y otro lado contando el número de veces requerido para que la lámina se rompa

Recuperación Elástica : Recuperación Elástica Consiste en doblar una lámina fina un determinado ángulo , dejando posteriormente la lámina en libertad y midiendo el ángulo final 1. A -1 se denomina ángulo de recuperación elástico.

Embutido : Embutido Consiste en medir la capacidad para resistir deformaciones hasta la aparición de roturas al embutir en la plancha una pieza esférica. Según el aspecto que presenta la rotura se obtiene información sobre la calidad de los tratamientos térmicos.

Doblado : Doblado Consiste en rellenar un tubo de paredes delgadas con plomo o arena y doblar en torno a un yunque midiendo el ángulo en el que aparece la primera grieta.

Plegado : Plegado Consiste en colocar el tubo entre dos planchas presionando hasta que las paredes interiores se unen o adaptan a una pieza rectangular colocada en su interior. Se examina si aparecen grietas.

Ensanchamiento : Ensanchamiento Consiste en doblar hacia fuera los bordes del tubo 60º, 90º y 180º observando si aparecen grietas.

Presión interior : Presión interior Consiste en introducir líquidos o gases a elevada presión observando si aparecen grietas.

Ensayos sobre varillas y alambres : Ensayos sobre varillas y alambres Se realizan ensayos de doblado, doblado alternativo, plegado, doblado con entalla, arrollamiento (enroscar un alambre en torno a otro de igual diámetro y después se endereza observando la superficie) y torsión (se sujeta el alambre por un extremo y se hace girar por el otro contando el número de vueltas necesario para romperlo).

BIBLIOGRAFIA : BIBLIOGRAFIA [1] Hibbeler, R.C., “Mecánica de Materiales”, Prentice Hall. 3ra Edición, México, 1995. [2] Beer, F.P.,Johnston, E.R., “Mecánica de Materiales”, Mc Graw Hill. 2da Edición, México,1998. [3] Mott, R.L. “Resistencia de Materiales Aplicada”, Prentice Hall. 3ra Edición, México, 1998. [4] ASM HANDBOOK Vol 8 Pruebas mecánicas ASM [5] Materiales de ingeniería y su aplicaciones, Autor: Flinn/Trojan, Edit: Mc Graw Hill. Ciencia e ingeniería de los materiales, Autor: Donald Askeland, Edit

GRACIAS POR LA ATENCION PRESTADA. : GRACIAS POR LA ATENCION PRESTADA.