Ensayo De Comp Rec Ion En Madera

Laboratorio # 2 1. TEMA: ENSAYO DE COMPRESIÓN EN MADERA 2. OBJETIVOS: 2.1. Graficar el diagrama de Esfuerzo (σ) Vs Deformación (ε). 2.2. Hallar el modulo de elasticidad. 2.3. Tener la carga máxima de compresión en la madera. 3. EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS: 3.1. Maquina Universal 3.2. Apoyo tipo rotula. 3.3. Calibrador 3.4. Flexometro 3.5. Comparador de caratula 3.6. Probeta de madera de dimensiones: (5x5x15)cm 4. FUNDAMENTO TEORICO: 4.1. Máquina universal

En ingeniería se denomina máquina universal a una máquina semejante a una prensa con la que es posible someter materiales a ensayos de tracción y compresión para medir sus propiedades. La presión se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos o un sistema hidráulico. Esta máquina es ampliamente utilizada en la caracterización de nuevos materiales. Así por ejemplo, se ha utilizado en la medición de las propiedades de tensión de los polímeros.

4.2. COMPRESION En ingeniería se necesita saber cómo responden los materiales sólidos a fuerzas externas como la tensión, la compresión, la torsión, la flexión o la cizalladura. Los materiales sólidos responden a dichas fuerzas con una deformación elástica (en la que el material vuelve a su tamaño y forma originales cuando se elimina la fuerza externa), una deformación permanente o una fractura. Los efectos de una fuerza externa dependientes del tiempo son plasto; de formación y la fatiga, que se definen más adelante. La tensión es una fuerza que tira; por ejemplo, la fuerza que actúa sobre un cable que sostiene un peso. Bajo tensión, un material suele estirarse, y recupera su longitud original si la fuerza no supera el límite elástico del material (véase Elasticidad). Bajo tensiones mayores, el material no vuelve completamente a su situación original, y cuando la fuerza es aún mayor, se produce la ruptura del material. La compresión es una presión que tiende a causar una reducción de volumen. Cuando se somete un material a una fuerza de flexión, cizalladura o torsión, actúan simultáneamente fuerzas de tensión y de compresión. Por ejemplo, cuando se flexiona una varilla, uno de sus lados se estira y el otro se comprime.

4.3. ELASTICIDAD Propiedad de un material que le hace recuperar su tamaño y forma original después de ser comprimido o estirado por una fuerza externa. Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo. Esta relación se conoce como ley de Hooke, así llamada en honor del físico británico Robert Hooke, que fue el primero en expresarla. No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad. La relación entre el esfuerzo y la deformación, denominada módulo de elasticidad, así como el límite de elasticidad, están determinados por la estructura molecular del material. La distancia entre las moléculas de un material no sometido a esfuerzo depende de un equilibrio entre las fuerzas moleculares de atracción y repulsión. Cuando se aplica una fuerza externa que crea

una tensión en el interior del material, las distancias moleculares cambian y el material se deforma. Si las moléculas están firmemente unidas entre sí, la deformación no será muy grande incluso con un esfuerzo elevado. En cambio, si las moléculas están poco unidas, una tensión relativamente pequeña causará una deformación grande. Por debajo del límite de elasticidad, cuando se deja de aplicar la fuerza, las moléculas vuelven a su posición de equilibrio y el material elástico recupera su forma original. Más allá del límite de elasticidad, la fuerza aplicada separa tanto las moléculas que no pueden volver a su posición de partida, y el material queda permanentemente deformado o se rompe.

5. PROCEDIMIEMTO: 5.1. Colocamos la probeta de madera en la maquina universal conjuntamente con la base de rotula y el aplicador de carga. 5.2. Colocamos el comprobador de caratula a lado de la probeta de madera. 5.3. Enceramos la maquina universal y el comprobador de caratula 5.4. Aplicamos la carga de 100 en 100 kg 5.5. Anotamos los valores marcados por el comprobador de caratula y la maquina universal. 5.6. Los valores tomados del comprobador de caratula tenemos que multiplicar (x 0.01) para que nos dé en unidades de mm.

Maquina 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600 3700 3800 3900 4000

Deformación 5 10 12 15 17,5 20 23 25 27 28 30 31 32,5 34,5 36 36,5 38 39 40 41 42 43,5 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 53,5 54,5 55,5 56 57 58 59 60

0,05 0,1 0,12 0,15 0,175 0,2 0,23 0,25 0,27 0,28 0,3 0,31 0,325 0,345 0,36 0,365 0,38 0,39 0,4 0,41 0,42 0,435 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,5 0,51 0,52 0,53 0,535 0,545 0,555 0,56 0,57 0,58 0,59 0,6

Maquina 4100 4200 4300 4400 4500 4600 4700 4800 4900 5000 5100 5200 5300 5400 5500 5600 5700 5800 5900 6000 6100 6200 6300 6400 6500 6600 6700 6800 6900 7000 7100 7200 7300 7400 7500 7600 7700 7800 7900 8000

Deformación 60,5 61 62 63 63,5 64 65 65,5 66,5 67,5 68 69 70 70,5 71 72 72,8 73,5 74,5 75,1 76 77 77,5 78 79 80 80,5 80,9 82 83 83,9 84,5 85 85,9 86,5 87,1 88 88,5 89,2 90

0,605 0,61 0,62 0,63 0,635 0,64 0,65 0,655 0,665 0,675 0,68 0,69 0,7 0,705 0,71 0,72 0,728 0,735 0,745 0,751 0,76 0,77 0,775 0,78 0,79 0,8 0,805 0,809 0,82 0,83 0,839 0,845 0,85 0,859 0,865 0,871 0,88 0,885 0,892 0,9

La carga máxima que esta madera pudo soportar es de 13650 kg 6. CALCULOS:

y

Lxhxy'  2.5cm Lxh

A  2(ab+ac+bc) A= 2(15*5 + 15*5 + 5*5) A= 350 cm

G

2

f 8000Kg   22.857 Kg / cm 2 2 A 350cm E

l lf  lo  lo lo E = 15

E

G 22.857 Kg / cm 2  E 15 E = 1.524 Kgf/cm

7. CONCLUSIONES:  Pudimos observar como dependiendo el tipo de madera esta puede llegar a soportar valores extremadamente altos lo nos deja como enseñanza la importancia de saber con qué tipo de material se trabaja o se debe utilizar.

8. BIBLIOGRAFIA:

 Hamer. Davis; Ensayo e inspección de los materiales en la Ingeniería Ms- Graw-Hill; 3 edición.  Resistencia de Materiales; Ferdinand Singer  http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_universal