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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
OBJETIVOS
DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS UTILIZADOSMÁQUINA AMSLER
Usado en pruebas de resistencia de materiales metálicos, es considerado un
aparato universal pues puede realizar tipos de ensayos mecánicos estáticos como el
de tracción además de compresión y flexión simple; lógico claro requiere de
elementos exclusivos para cada tipo de ensayo. También puede experimentar con
probetas planas y cuchillas.
Su funcionamiento está en el flujo de aceite, que proviene del depósito, permitiendo
la acción de la carga de rotura para la probeta. Una vez quebrada la probeta se
produce la actividad en el muelle, por consecuencia se mueven las agujas del reloj
que señalan la carga.
Ficha técnica:
Marca: Alfred J. Amsler y CIA.Origen: Schaffhausen, SuizaEnsayos: tracción, compresión y flexión simpleCapacidad máxima: 5 tnMotorizada
Figura 1. Equipo Amsler del Laboratorio Nº4 de la Facultad
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PIE DE REY O VERNIER
Llamado también calibre deslizante o pie de rey es el instrumento de medida
lineal que más se utiliza en el taller. Por medio del Vernier se pueden
controlar medidas de longitud interna, externa y de profundidad.
Indicador de longitud: digital.
Unidad de medida usada : milímetro
PAPEL MILIMETRADO
Sobre ella se realiza la gráfica de ‘’carga vs elongación’’ correspondiente a cada ensayo de las probetas.
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PROBETAS
Es el material metálico que se somete al ensayo. En los extremos de la parte con
menos diámetro, se observa unas curvaturas y eso es para que la presión sea
homogénea en cada punto de dichas curvaturas evitando así un desprendimiento de
las cabezas de probeta.
Bronce: L0 :25,02 mm D0:6.47 mm Lf :32,88 mm Df :5,81 mm Carga máxima:1400 Kg
Aluminio: L0 :28,09 mm D0:6.48 mm Lf :33,50 mm Df :3,97 mm Carga máxima:710 Kg
Cobre: L0 :25,82 mm D0:6.13 mm
ACERO BAJO CARBONO
BRONCE ALUMINIO COBRE ACERO MEDIO CARBONO
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Lf :28,98 mm Df :3,52 mm Carga máxima:1270 Kg
Acero de medio carbono (acero 1045): L0 :25,11 mm D0:6.42 mm Lf :30,34 mm Df :4,21 mm Efluencia:1500 Kg Carga máxima:2245 Kg
Acero de bajo carbono(acero 1010): L0 :25,97 mm D0:6.42 mm Lf :34,47 mm Df :3,38 mm Efluencia:1200 Kg Carga máxima:1900 Kg
DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO
Antes de comenzar con el ensayo de tracción, es indispensable tomar las medidas respectivas (diámetro y largo inicial) de la probeta a ensayar. Para esta operación debemos utilizar correctamente el Pie de Rey, el cual, en estas circunstancias, se convierte en un instrumento de vital importancia.
Para tomar las medidas de la probeta utilizaremos las medidas del Sistema Internacional (SI), por lo cual expresaremos nuestras medidas en milímetros. Debemos ser muy cuidadosos en esta parte del ensayo, ya que estos valores los compararemos con los finales para poder calcular las propiedades del material. Luego de medir todas y cada una de las probetas, iniciamos el ensayo de tracción en sí.
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1. Sujetamos la probeta a la máquina universal por medio de unos adaptadores. Utilizamos ese aparato porque nuestras probetas eran cortas de tamaño.
2. Aplicamos una pequeña carga hasta ver que el movimiento de la aguja es inminente. Después, graduamos el indicador de carga en cero.
3. Aplicamos de manera continua y lenta la carga, que en este caso tiene un máximo de 5000 Kg, y, simultáneamente, tomamos lectura del indicador.
4. Una vez ocurra la rotura, retiramos sus partes y medimos su longitud y diámetro final.
Colocamos la siguiente probeta y repetimos los paso. De igual forma para las otras.
Figura 2. Partes de una gráfica
DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO
CÁLCULOS Y RESULTADOS1. Construcción de la curva Carga vs. Deformación:
METAL Longitud Inicial (mm.) Longitud Final (mm.) Diametro Inicial (mm.) Diametro Final (mm.) Carga máxima (kg)Acero 1045 25.11 30.34 6.42 4.21 2245Acero 1010 25.97 34.47 6.42 3.38 1900
Bronce 25.02 32.88 6.47 5.81 1400Cobre 25.82 28.98 6.13 3.52 1270
Aluminio 28.09 33.5 6.48 3.97 710
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Figura 3. Curva Carga vs Deformación (ALUMINIO)
Figura 4. Curva Carga vs Deformación (COBRE)
Figura 5. Curva Carga vs Deformación (BRONCE)
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Figura 6. Curva Carga vs Deformación (ACERO 1010)
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Figura 7. Curva Carga vs Deformación (ACERO 1045)
2. Construcción de Curvas de Ingeniería (esfuerzo vs deformación)
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Figura 8. Curva Esfuerzo vs Deformación (ALUMINIO)
Figura 9. Curva Esfuerzo vs Deformación (COBRE)
Figura 10. Curva Esfuerzo vs Deformación (BRONCE)
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Figura 11. Curva Esfuerzo vs Deformación (ACERO 1010)
Figura 12. Curva Esfuerzo vs Deformación (ACERO 1045)
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Figura 13. Curva Esfuerzo vs
Deformación real (BRONCE)
3. Esfuerzo máximo de
rotura
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σ rotura❑ = carga rotura
areainicial
Acero de medio carbono
σ max❑ = carga rotura
area=1805.760869
π∗¿¿
Acero de bajo carbono
σ max❑ = carga rotura
area= 1450π∗¿¿
Aluminio
σ max❑ = carga rotura
area=484.0909091
π∗¿¿
Bronce
σ max❑ = carga rotura
area= 1400π∗¿¿
4. Porcentaje de elongación
% ε ingenieria=l final−liniciallinicial
∗100%
Acero de medio carbono
% εingenieria=30.34−25.11
25.11∗100%=20.828355%
Acero de bajo carbono
% εingenieria=34.47−25.97
25.97∗100%=32.73007316%
Aluminio
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% εingenieria=33.5−28.0928.09
∗100%=19.25952296%
Bronce
% εingenieria=32.88−25.02
25.02∗100%=31.41486811%
5. Estricción
ψ=Areainicial−Areafinal
Areainicial
Acero de medio carbono
ψ=π∗¿¿Acero de bajo carbono
ψ=π∗¿¿
Aluminio
ψ=π∗¿¿Bronce
ψ=π∗¿¿
6. Tenacidad Bronce
T=σ p+σ max+σ rot
3∗εrotura
T=31.06541318+42.582346+42.5823463
×0.314148681
T=12.17117808MPa
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7. Esfuerzo de fluencia según METODO OFFSET(solo se pudo aplicar el método offset de una manera más precisa en 3 de los 5 materiales, debido a que, las pendientes de las restantes no eran tan apreciables en el gráfico).
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0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.040
10
20
30
40
50
60
acero de bajo carbono (Ingenieria)
Deformacion
Esfu
erzo
(Mpa
)
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0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.0080
5
10
15
20
25
Aluminio (ingenieria)
DEFORMACION
ESFU
ERZO
(MPA
)
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