4to Lab Ensayo Compresion.docx

UNIVERSIDAD DE LA COSTA “CUC” DPTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO DE UNA PROBETA DE MADERA AL SER SOMETIDA A FUERZA DE COMPRESION. Sebastián Beleño, Armando García, Luis Herrera, Javier Manga y Marolin Urrea Profesor: ING. Yamith Cantillo. Grupo GD. 24 - 09 - 2018 Laboratorio de Resistencia de Materiales, Universidad de la Costa, Barranquilla

Resumen En el informe del ensayo de compresión se hablará de los esfuerzos que se realizaron sobre cierta superficie, ya sea de madera o de concreto pero en nuestro caso lo realizamos con una probeta de madera que tenía dimensiones de 3 pulgadas de diámetros y 6 pulgadas de largo en cuanto a las deformaciones que se producen al final de cada procedimiento. La mejor manera de entender lo que es la compresión es precisamente analizando los resultados en estos materiales luego de someterse a la máquina de compresión del laboratorio, donde vemos como se produce un acortamiento en el largo del elemento. Palabras claves: ensayo de compresión, esfuerzos, deformaciones, máquina de compresión.

Abstract In the report of the compression test will be discussed the efforts that were made on a certain surface, either wood or concrete but in our case we made it with a wooden test tube that had dimensions of 3 inches in diameters and 6 inches in length as for the deformations that occur at the end of each procedure. The best way to understand what compression is is precisely analyzing the results in these materials after submitting to the laboratory compression machine, where we see how a shortening occurs along the length of the element. Keywords: compression test, efforts, deformations, compression machine.

1. Introducción La resistencia de un material depende de su capacidad para soportar una carga sin deformarse excesivamente o falle. Esta propiedad es inherente al material mismo y se determina por medio del ensayo. La compresión es una de las pruebas más importantes. Con esta se pueden determinar propiedades mecánicas importantes de un material, se usan principalmente para determinar la relación entre el esfuerzo normal promedio y la deformación normal unitaria en muchos materiales utilizados en ingeniería. Para realizar este ensayo se prepara una

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probeta de forma o tamaño estándar y se le aplica una fuerza compresiva que contrae a la probeta a lo largo de la dirección de la fuerza. 2. Objetivos 2.1 Objetivo General 

Analizar el comportamiento de la probeta de madera al ser sometida a un esfuerzo de compresión.

2.2 Objetivos específicos   

Tomar las longitudes y los diámetros iniciales y finales de la probeta. Ver como falla la probeta al ser puesta en la máquina de ensayo. Con los datos obtenidos realizar los cálculos de esfuerzo, deformación, relación de poisson y módulo de elasticidad de la probeta usada.

3. Fundamentos teóricos Carga axial: Se puede decir que carga axial es aquella que aparece como resultante de un sistema de cargas, misma que transcurre por el eje centroidal de la sección del elemento tensión o compresión. cargado, ya sea en

Fuerza axial: Fuerza axial es aquella causa que modifica o tiende a modificar el estado de reposo o del movimiento de un cuerpo y provoca efectos en su interior se mide en kg o en tonelada, se presenta mediante vectores.

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Deformación unitaria: Se puede considerar que es una relación entre la deformación total y la longitud inicial del elemento, esta nos permitirá saber la deformación del elemento cuando se somete a esfuerzo de tensión o compresión

Relación de poisson: Relación entre la deformación lateral y la deformación axial en una probeta con carga axial. Es la constante que relaciona el módulo de rigidez y el módulo de Young en la ecuación:

Donde E es el módulo de Young, G es el módulo de rigidez y r es el coeficiente de Poisson. La fórmula sólo es válida dentro del límite elástico de un material.

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Curva de esfuerzo de deformación unitaria:

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4. Desarrollo experimental Para la realización del ensayo, primero se tomaron las medidas de longitud y diámetro inicial de la probeta de madera con un calibrador con la cual íbamos a trabajar. Ya tomadas dichas medidas, procedimos a ubicar la probeta en la máquina de ensayo y confirmamos que estuviera asegurada. Luego empezamos a aplicar la carga y cuando la probeta presentó fallas, detuvimos la carga y tomamos el valor de la carga máxima que soporto. Luego tomamos la longitud y el diámetro final de la probeta para poder realizar los cálculos.

5. Cálculos y análisis de resultados

Material Madera Material Madera

Longitud inicial(cm) 15.2

Diámetro inicial(cm) 7.7

Longitud final(cm) 15.0

Carga máxima(kN) 152

Diámetro final(cm) 7.8

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 Determinar la relación de esbeltez de la probeta. 𝐸𝑠𝑏𝑒𝑙𝑡𝑒𝑧 = 𝐸𝑠𝑏𝑒𝑙𝑡𝑒𝑧 =

4𝐻 𝐷

4(15,2 𝑐𝑚) = 7.89 7.7𝑐𝑚

 Calcular el esfuerzo último y/o falla de la probeta. 𝜎=

𝜎=

𝐹 𝐴

152 𝑘𝑁 = 30400 𝑘𝑃𝑎 5.0 𝑥 10−3 𝑚2

 Calcular la deformación unitaria del material. 𝜀𝑡 = −

∆𝑙 𝑙𝑜

𝜀𝑙 = −

∆𝐷 𝐷𝑜

𝜀𝑡 = −

15.0 𝑐𝑚 − 15,2 𝑐𝑚 = 0,0131 15,2 𝑐𝑚

𝜀𝑙 = −

7,8 𝑐𝑚 − 7,7 𝑐𝑚 = −0,0129 7,7 𝑐𝑚

 Determinar el módulo de elasticidad de la probeta. 𝐸=

𝜎=

𝜎 𝜀

152 𝑘𝑁 = 30400 𝑘𝑃𝑎 55.0 𝑥 10−3 𝑚2

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𝐸=

30400 𝑘𝑃𝑎 = 2320610,687 𝑘𝑃𝑎 → 2,320610 𝐺𝑃𝑎 0,0131

 Calcular la relación de Poisson presentada. 𝜗=−

𝜗=−

𝜀𝑙 𝜀𝑡

−0,0129 = 0.9847 0,0131

6. Conclusiones Se puede concluir que por la forma en como se deformo la probeta tuvo una falla por falla por plano paralelo a la fibra o veta del material esto se produjo después de superar los 150KN a compresión debido al grosor y Poca longitud este actuó como una columna soportando bastantes grados de Fuerza las Fallas se pueden producir debido a Pequeñas fisuras que puede tener la probeta o poros donde se concentra la fuerza y falla.

7.

Bibliografía

Rocca, R. (2015). Diseño de miembros sometidos a carga axial. Suarez, R. (2012). Definición y análisis de fuerza axial en vigas. Gharagozlou, Y. Instron.