Glosario De Terminos Ingenieria Civil

INFORME DE LABORATORIO N° 1 ENSAYO A TENSION DE VARILLAS CORRUGADAS DE ½” Y ¾” DE PULGADA

LEONARDO HERNANDEZ GARCIA – 20141379099 FABIAN LEONARDO ESPITIA RAMOS – 20141379051 MARIA ANGELICA GOMEZ ROZO - 20141379041

ING. HECTOR ALFONSO PINZON LOPEZ GRUPO 206

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD TECNOLOGICA RESISTENCIA DE MATERIALES BOGOTÁ D.C. 2017

1. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

 A través del ensayo a tensión de las varillas de acero de dos diámetros para este caso (½’’ y ¾’’) se busca observar, entender, conocer y comprender el comportamiento físico y mecánico de este material, debido a que es un material fundamental de las construcciones civiles. OBJETIVOS ESPECIFICOS

 Realizar una investigación acerca del esfuerzo, la deformación y el ensayo a tensión relacionado con el acero.  Analizar el comportamiento del acero al ser sometido a esfuerzos de tensión uniaxial  Reconocer y determinar de manera práctica las distintas propiedades mecánicas del acero cuando es sometido a esfuerzos de tensión o tracción.  Construir e interpretar la gráfica esfuerzo vs deformación y de ella diferenciar las zonas que ella presenta de acuerdo al estado en el que se encuentre el acero  Observar y reconocer las diferencias que puede tener el acero respecto a otros materiales utilizados en la construcción en propiedades como la fragilidad y la ductilidad. 2. MARCO TEORICO

La resistencia de un material depende de su capacidad para soportar una carga excesiva sin presentar deformación o falla. Esta propiedad es de cada material y se determina por medio de ensayos de laboratorio, uno de esos ensayos es el ensayo a tensión o tracción. Aunque a través de este ensayo se pueden determinar varias propiedades mecánicas del material, se utiliza principalmente para determinar la relación entre el esfuerzo normal promedio y la deformación normal promedio. En el ensayo a tensión del acero se analiza su comportamiento al ser sometido a una carga o esfuerzo de tensión uniaxial. El ensayo se realiza en una maquina universal de ensayos (UH 50) y la operación consiste en someter una probeta a una carga uniaxial gradualmente creciente hasta que ocurra la falla. Los resultados de este ensayo se representan mediante una curva esfuerzo- deformación de la cual podemos establecer los límites que posee el material, en este caso, el acero.

Fuente: http://148.204.211.134/polilibros/Portal/Polilibros/P_terminados/procmanuf-padmon-Malpica/122.htm

El material se comporta de una manera elástica cuando las deformaciones en la probeta están dentro de la región o zona elástica, es decir cuando la curva se caracteriza por ser una línea recta, de modo que el esfuerzo es proporcional a la deformación, esta proporcional llega hasta el límite de proporcionalidad que es el punto donde esta relación lineal se pierde, si el esfuerzo excede ligeramente el límite de proporcionalidad, la curva tiende a doblarse y aplanarse , este comportamiento continua hasta que el esfuerzo alcanza el limite elástico, en este punto el acero recuperara su forma en caso de ser retirada la carga , es decir, no tendrá deformaciones permanentes. Un aumento en el esfuerzo por encima del límite elástico generará un rompimiento del material y hará que éste se deforme de manera permanente , este comportamiento es la zona de cedencia de la gráfica , en la gráfica está determinado por el punto de fluencia , aquí el material sufre una deformación plástica que no se puede recuperar en caso de quitar la carga, una vez terminada la cedencia la probeta puede soportar un aumento de la carga ,por lo que la curva asciende continuamente pero se vuelve más plana hasta llegar al esfuerzo último , aquí el material se endurece por deformación, mientras la probeta se alarga para llegar al esfuerzo ultimo su sección transversal se reduce, justo después del esfuerzo ultimo el área de la sección transversal se reduce en un área localizada formando un “cuello”, hasta que la probeta se rompe en el esfuerzo de rotura. Teniendo en cuenta lo anterior, se puede analizar, a partir de los resultados obtenidos en el laboratorio, el comportamiento mecánico del material al ser sometido a cargas axiales, la curva esfuerzo-deformación da la posibilidad de analizar las diferentes zonas de comportamiento que éste material puede tener.

DATOS RECOGIDOS EN LABORATORIO  Varilla 1/2” de diámetro Longitud inicial 200 mm

Longitud final 236 mm

Diámetro inicial 12.75 mm

Diámetro final 9.35 mm

Diámetro inicial 19.05 mm

Diámetro final 11. 66 mm

 Varilla de 3/4” de diámetro Longitud inicial 200 mm

Longitud final .234 mm

3. PROCEDIMIENTO Para llevar a cabo este laboratorio se realizaron los siguientes pasos: a) Tomar las dimensiones iniciales de las varillas (longitud y diámetros).

b) Llevar e instalar las varillas a la maquina UH-50A y programar los comandos iniciales para empezar con el esfuerzo a tracción

c) Se procede a someter las varillas a tracción hasta que lleguen a la falla.

d) Tomar las dimensiones finales (diámetro y longitud)

4. CALCULOS Los datos recogidos en el laboratorio se encontraban en unidades de masa (Ton) y desplazamiento (mm) las cuales fueron transformadas a esfuerzo (MPa) y deformación (adimensional) respectivamente para lo cual se usaron las siguientes formulas. 𝜎=

𝑀 ∗ 1000 ∗ 𝑔 𝐴

𝜀=

𝛥𝐿 𝐿𝑜

Donde: M = Masa (Tn) g = Gravedad A = Área transversal (mm) ΔL= Desplazamiento (mm) Lo = Longitud inicial (mm) Con estos datos se procede a realizar las siguientes curvas, denominadas curvas de ingeniería donde el área de las varillas se consideran constantes.  CURVA ESFUERZO – DEFORMACION, VARILLA CORRUGADA DE 1/2”

CURVA ESFUERZO-DEFORMACION VARILLA 1/2" 700 ESFUERZO DE FALLA APARENTE

600 LIMITE ELASTICO ESFUERZO MAXIMO

500

400

300

ZONA DE ENDURECIMIENTO

ZONA ELASTICA

ZONA DE FLUENCIA

200

ZONA DE EXTRICCION

100

0 0

0.05

0.1

0.15

0.2

Fuente: Autoría propia

0.25

0.3

0.35

 CURVA ESFUERZO – DEFORMACION, VARILLA CORRUGADA DE 3/4”

CURVA ESFUERZO-DEFORMACION VARILLA 3/4" 500 ESFUERZO DE FALLA APARENTE

450 400

ESFUERZO MAXIMO

LIMITE ELASTICO

350 ZONA DE EXTRICCION

300 250 ZONA DE ENDURECIMIENTO

200 ZONA ELASTICA

150 ZONA DE FLUENCIA

100 50 0 0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

Fuente: Autoría propia

PORCENTAJE DE ELONGACION DE LA BARRA Se calcula la relación de deformación que ocurre en la varilla con respecto a su longitud inicial en porcentaje. %𝐸 = Donde: Lf = Longitud final Lo = Longitud inicial

𝐿𝑓 − 𝐿𝑜 ∗ 100 𝐿𝑜

0.35

PORCENTAJE DE REDUCCION DE AREA Se calcula la relación de la reducción de área con respecto al área inicial expresado en porcentaje. %𝐴𝑟 =

𝐴𝑓 − 𝐴𝑜 ∗ 100 𝐴𝑜

Donde: Af = Área final Ao = Área inicial MODULO DE ELASTICIDAD Se calcula la relación que existe entre el esfuerzo con respecto a la deformación calculando la pendiente de la zona elástica. 𝐸=

𝜎2 − 𝜎1 𝜀2 − 𝜀1

Donde: σ = Esfuerzo ε = Deformación De lo anterior podemos obtener las siguientes tablas con cada ítem calculado VARILLA DE 1/2" VARILLA DE 3/4" DATOS DATOS VALOR VALOR Lo Lo Lf Lf %ε %ε 200 200 236 234 18.0% 17.0% Ao Ao Af Af %Ar %Ar 127.68 285.02 106.78 68.66 46.2% 62.5% σ1 σ1 σ2 σ2 E E 264.7 125.8 347.3 282.9 11424 8758 ε1 ε1 ε2 ε2 0.041 0.032 0.048 0.050

5. CONCLUSIONES

 A través del laboratorio realizado se pudo establecer una curva esfuerzodeformación en la que se observan cuáles son los diferentes estados de la probeta de acero analizada para los dos diámetros (3/4’’ y ½’’).  A través del análisis de las gráficas se puede establecer que el acero es un material dúctil ya que presenta grandes deformaciones antes de que ocurra su ruptura. 