de la signatura mecÁnica i -...
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ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES Y DE TELECOMUNICACIN
PRCTICASDELAASIGNATURA:
MECNICA IASIGNATURA OBLIGATORIA DE 1 DE INGENIERA TCNICA INDUSTRIAL
(ESPECIALIDAD: MECNICA)
PRCTICA4DISTRIBUCINDECARGASENUNACERCHAPLANA
AUTORES :EDUARDO AZANZAGORKA GAINZADPTO. DE INGENIERA MECNICA, ENERGTICA Y DE MATERIALES
Pamplona,marzode2005
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Dpto. Ingeniera Mecnica, Energtica y de Materiales PRCTICA 4
1.- INTRODUCCIN
La presente prctica tiene como objeto la resolucin analtica de ladistribucindecargasensobreunacelosaplana.
La celosa plana es una de las formas estructurales ms importantes yutilizadasdelahistoria.Constadeunconjuntodebarrascontenidasenunmismoplano,yconectadasentresmediantertulasquepermitenelgirorelativoentreellas.Dichaconfiguracinpermiteconsideraralasbarrasquecomponenlaestructuracomoelementosquetrabajanatraccincompresin,despreciandolosefectosdeflexin.
Como complemento, se utilizarn tcnicas de instrumentacin queproporcionarnlainformacinnecesariaparaelclculodelasiguientecercha:
MECNICA I - 2.2 -
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2.- DESARROLLO TEORICO
Eldesarrollodelaprcticaharusodelossiguientesconceptostericos:
Lasestructurasplanaseisostticasdebenverificanlasiguienteigualdadparatratarsedeestructurasestables:
RBN +=2Donde
N=nmerodenudosB=nmerodebarras.R=nmerodeincgnitaspresentesenlasreacciones
Mtododelosnudos.Setratadeunmtodoanalticoparaelclculodeestructuras.Comprendelos
siguientespasos:1Comprobacindeestabilidad.2Clculodereacciones3Resolucinprogresivadelsistemadeecuacionesenlosdiferentesnudosde
laestructura.
Traccincompresin:Loselementossometidosaesfuerzosdetraccincompresin,soportanfuerzas
uniformesentodasuseccinyparalelasensudireccinalejededichaseccin.Lasiguiente ecuacin caracteriza la relacin entre la fuerza aplicada y la tensinresultante:
AF=
Donde:S:TensinresultanteenelelementoF:Fuerzaaplicadasobrelaseccin
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A: Area del elemento sobre la seccin perpendicular a la direccin de lafuerza.
Apartirdelaecuacinprevia,ydebidoalarelacinexistenteentrelatensinexperimentada y la deformacin resultante (), se puede establecer la siguientedependenciaentrefuerzaydeformacin:
= EEAF=
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3.- DESARROLLO PRCTICO
Galgasextensomtricas
Lagalgaextensomtricaesunmtododemedidadedeformacionesy,porlotanto,indirectamentedetensionesexperimentadasporlaestructuramonitorizada.Setratadeundispositivocuyaresistenciaelctricavaraenproporcinalacantidaddedeformacinexperimentadaporeltransductor.
Lasgalgas,consistentesenunfinoalambreconductormontadosobreunabaseplstica,seunensolidariamentealaestructuraanalizada,asegurandoquetodaslasvariacionessufridaspordichaestructurasetransmitanaltransductor.
Esquemadeunagalgaextensomtrica.
La deformacin longitudinal se transmite ntegramente a la galga, la cualrespondeconunavariacinlinealensuresistenciaelctrica,quepermitecaracterizarlagalgaenfuncindelllamadoFactordeGalga,GF:
MECNICA I - 2.5 -
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R
R
LL
RR
FG
=
=..
PuentesdeWheatstone
ElpuentedeWheatstoneeselmontajeelctricoutilizadoparalecturadelavariacinderesistenciaporpartedelagalgay,porlotanto,deladeformacinsufridaporlapiezaensayada
Puente de Wheatstone a uncuarto
Elmontajeauncuarto,queserelutilizadoenadelante,consisteenunasolaresistenciaactiva,correspondientealagalgainstrumentada.Seaplicaunadiferenciadepotencialconocidasobrecadaunadelasdosramasquecomponenelpuente.Cadaramasedivideasuvezendosresistencias,convalorigualaldelagalgaencondicindereposo.Lagalgasemontasobreunadelasramas,detalmanera,queseobtienelalecturadeladiferenciadepotencialentrelospuntosmediosdecadarama,lacualestdirectamenterelacionadaconlavariacinenlaresistenciadelagalgay,porlotanto,conladeformacinenlaestructura.
Resolviendoelcircuitodelpuenteyaplicandolassimplificacionespertinentes,se obtiene la siguiente relacin entre la tensinde salida del propio puente y ladeformacinsufridaporlagalga:
MECNICA I - 2.6 -
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4.0 = FG
VV
ex
PuentesdeWheatstone
Amplificadordinmicodedeformaciones.
Paralalecturadeladeformacinregistradaporlainstrumentacinseutilizaunamplificadordinmicodedeformaciones.
Disponedecanalesdeentrada,cadaunodeloscualesobtienelasalidadetensin procedente de un puente de Wheatstone y, tras aplicarle el tratamientoadecuado,indicalacantidaddemicrodeformacionescausantesdedichasalida.
Amplificadordinmico.
Elprocesodemedidasecomponedeunaprimeraetapadeequilibradodelpuente, en la cual, y con la estructura descargada, se aplican las variacionespertinentessobrelasresistenciasinternasparacolocarlasalidadetensinnulaenlasituacindepartida.Alconcluirlaprimeraetapa,seeligelasensibilidadconlaque
MECNICA I - 2.7 -
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cadacanal,yenfuncindelasmicrodeformacionesqueenlseesperanregistrar,vaatrabajar.Posteriormente,ytrasaplicarlacargacuyasdeformacionesasociadassequierenanalizar, sobre el mdulode visualizacindigital se muestra la salidadetensin.Enlaltimaetapa,sedescargalaestructuraysecompruebaquesevuelveaobtenersalidanulasobreladeformacininicial. Por ltimo,seintroducesobreelcontador de microdeformaciones analgico un valor creciente hasta obtener en lasalidadevoltajedelmismovalorqueelobtenidoduranteelprocesodecargadelaestructura.Deestamanera,lasmicrodeformacionesledasenelcontadoranalgicosonlascorrespondientesalacargaaplicada.
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4.- RESULTADOS
Elinformedelaprcticadeberincluirlossiguientesapartados:
1)Verificacindelaestabilidaddelaestructura.
2)ResolucindelaestructuracuandosobreelnudoiseaplicaunafuerzagenricaF
3)Clculodelafuerzaaplicadaenbasealalecturadedeformacinobtenidaenlagalgacolocadaenlabarrasealada.
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PRCTICA 41.- INTRODUCCIN 2.- DESARROLLO TEORICO 3.- DESARROLLO PRCTICO4.- RESULTADOS
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