la extensometria

8/16/2019 La Extensometria

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EXTENSOMETRIA

I


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INTRODUCCIONLa aplicación de esfuerzos a los maeriales rae comconsecuencia una serie de deformaciones !re!uieren ser medidos para aplicarlos en los dise"o

En ese senido$ el dise"o de un componeneesrucura desde el puno de %isa in&enieril endcomo o()ei%o conse&uir !ue la disri(ución ensiones denro del maerial de !ue es' compuesel elemeno someido a esudio no supere undeerminados l*mies de se&uridad +por e)emplo$ alcance nunca el l*mie el'sico,-

En la ma.or pare de los casos$ las ensiones podr'n ser medidas de forma direca$ pero s* podro(enerse a parir de las deformaciones !ue /asufrido el maerial-

El o()ei%o perse&uido en ese ema es lle%ar a cala medida de esas deformaciones !ue ienen lu&


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CONCE1TO2Aplicada a los cuerpos !ue se /allan someidos a esado de ensión3 iene por o()eo la medición pe!ue"as %ariaciones !ue se producen ma&niudes lineales o an&ulares se&4n direccion

conocidas o 5)adas de anemano cuando se raa /allar los m'6imos de dic/as deformaciones-

El o()ei%o ('sico e esas mediciones se (asan en/ec/o de !ue los c'lculos de resisencia de esrucuras o de los ór&anos de ma!uinas presenan en &eneral (a)o la forma de ensioneselon&aciones 3 es decir de esfuerzos inernuniarios . alar&amienos o acoramienos am(iuniarios o espec*5cos-

La e6ensomer*a es una 7cnica e6perimenal pala medición de esfuerzos . deformaciones (as'ndoen el cam(io de la conduci%idad el7crica de maerial al aplicarse una fuerza a ra%7s del mismDe(ido a la reciene inroducción del m7odo elemenos 5nios$ esa 7cnica es menos uilizada-

Esa 7cnica no de(er*a de ar de ser uilizada a


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Es e6remadamene 4il en la medida de esfuerz%i(racionales . deección de resonancias a afrecuencia +la respuesa en frecuencia de u(anda8&al&a e6ensom7rica es de unos 9::;<

donde los al&orimos de simulación por elemen5nios no ofrecen resulados 5a(les +esos suelempezar a mosrar imprecisiones con sisemcomple)os !ue %i(ren a m's de =: :? C$ ec--,$ medeformaciones a ala emperaura +/asa unos @:C con (andas solda(les,$ conrolar o(ra ci%il +&al&para /ormi&ón, . fa(ricar acelerómere6remadamene sensi(les capaces de medir campconinuos-

Su uso re!uiere a cam(io un ampli5cador analó&i


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IM1ORTANCIA DE LA EXTENSOMETRIA

La imporancia de la e6ensomer*a . conocimieno de los aparaos !ue sir%en a edisciplina se pone de mani5eso cuando lma&niudes a medir son mu. pe!ue"as . por lo an

el poder de ampliación de(e ser considera(le-

CLASIBICACION O TI1OS DE EXTENSOMETROS

A coninuación se descri(en los aparaos usuales$ s!ue ello si&ni5!ue a&oar oalmene un ema (aso . en consane e%olución-

• E6ensom7ros mec'nicos2 Son a!uellos !ue uilizan en odas las mediciones de deformacion!ue ienen lu&ar en la super5cie de los cuerpos (aensa.o$ de los elemenos de las ma!uinas funcionamieno o en las consrucciones- Los mismpermien medir las %ariaciones de disancia endisinos punos o en &eneral$ las deformacion(a)o el efeco de car&a de cora o lar&a duración .

las ori&inadas por %ariación de emperaura-


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• E6ensomeros con relo) indicador2 Son a!uellesensomeros en donde la ampli5cación de deformación se efec4a mediane un sisema en&rana)e similar a la de un relo)-

• E6ensomeros ópicos2 Son a!uellos e!uipos donde se /ace uso de las le.es f*sicas perinen+ópica, para o(ener lecuras ampli5cadas ma&niudes mu. pe!ue"as $ ales como los cuerpsomeidos a esfuerzos de racción o compresi

durane el periodo el'sico del maerial . aun dende &ran pare del 'm(io pl'sico-

• E6ensores acusicos2 son a!uellos e6ensomer!ue emplean una cuerda %i(rane como %e/*cupara ma&ni5car una deformación- Es sumamen%ers'il$ .a !ue permie medir las deformacion

producidas por dilaación$ desplazamienos pesfuerzos de racción com resión resion


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• E6ensomeros el7cricos2 Son a!uele6ensomeros !ue se (asan e un /ec/o f*sico !ue re5ere a los conducores el7cricos en &eneral3sa(er$ !ue dic/os conducores poseen propiedad

de resisir a la corriene el7crica !ue pasa por ello

• E6ensomeros elecronicos2 son a!uele6ensomeros !ue es'n (asados en pe!ue"emisores el7cricos &iraorios llamados sincronos!ue emien una se"al el7crica !ue es proporcionala deformación- Esos e6ensomeros adosados a pro(ea .a sea raccionada$ comprimida o 0e6addeecan direcamene el alar&amieno acoramieno de la misma-

• Ble6imeros2 son a!uellos e!uipos !ue se uilizpara medir desplazamienos relai%os enre pun

de un sólido deforma(le- E)emplo2 una losa$ u%i&a$ ec- Con respeco a un puno 5)o-


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• Clinomeros2 son e!uipos !ue se uilizan para mela inclinación o %ariación an&ular$ el cual esconsiuido por un u(o de %idrio !ue posee un &rradio de cur%aura R- El li!uido !ue lo lle

coniene una pe!ue"a (ur(u)a de aire o de %ap!ue en condiciones de reposo esa siempre en pare inferior del u(o-

• Cur%imeros 2 Son a!uellos e!uipos desinadosmedir la %ariación de la cur%aura de una piedel&ada someida a 0e6ión-


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%ideoXens• El %ideoXens mide las deformaciones por racción

compresión$ sin conaco . con ala resolución odo ipo de pl'sicos$ meales$ &oma$ maerialcompuesos . l'minas


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E6ensómero ópicoEl e6ensómero ópico es' especialmene indicapara la medición se&ura . e6aca durane ensa.os racción e /is7resis en maeriales de adeforma(ilidad$ &ran elasicidad . sensi(les conaco


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laserXens• El laserXens mide las deformaciones de diferen

meales en maeriales di%ersos sin conaco conpro(ea- 1ara ello$ marcas de medición no necesarias-


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laserXens CompacEl e6ensómero laserXens Compac es' conce(ipara la medición sin conaco de deformaciones maeriales mu. di%ersos- 1ara ello no /ace famarcar las pro(eas-


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LA EXTENSOMETRIA ELECTRICA

• Una de las 7cnicas e6perimenales mas uilizadacualmene para la medición de esfuerzos deformaciones$ es la EXTENSOMETRA ELFCTRIC

Esa 7cnica forma pare del &rupo de prue(as desruci%as$ es decir$ de a!u7llas !ue no re!uier!ue el elemeno su)eo a prue(a de(a ser afecaesrucuralmene-

• La e6ensomer*a el7crica es uilizada padeerminar la deformación !ue e6perimena elemeno$ mec'nico o esrucural$ cuando someido a una car&a- A parir de la deformación$ puede esimar el esado de esfuerzos indirecamene$ la ma&niud de la car&a !ue acen el puno de medición si se conocen lcaracer*sicas &eom7ricas-


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LA TFCNICALa 7cnica de la e6ensomer*a consis('sicamene$ en ad/erir una resisencia el7crdeforma(le al elemeno esrucural de iner+Bi&ura 9,$ de manera !ue la &al&a es7 su)ea a

misma deformación !ue e6perimene el elemenesrucural- Esa deformación producir' !ue el %ade la resisencia cam(ie de(ido a los cam(ios en &eomer*a- De esa forma$ el cam(io en la resisenel7crica indicar' un cam(io en la deformación$ !a su %ez se relaciona con las fuerzas !ue ac4so(re el elemeno insrumenado-


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Al&unas aplicacionesEn su forma m's elemenal$ una &ale6ensom7rica es' formada por un /ilo me'lico un arre&lo de re)illa monada so(re un sopore$ cla ma.or pare de su lon&iud en una dirección 5)a

con resisencias de 9G:$ H=:$ :: ó 9::: O/msiendo m's comunes las de 9G: O/ms . las de HO/ms- La Bi&ura H muesra al&unos ipos de &al&as

Bi&ura H


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De(ido a las caracer*sicas de funcionamieno de l&al&as$ se re!uiere de e!uipos especializados parasu operación . medición$ como el mosrado en laBi&ura J-

Bi&ura JE!uipo ('sico para medición con &al&as

e6ensom7ricas


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+INDICADOR DE DEBORMACIN,Los e6ensómeros pueden ser uilizados en disinclases de maeriales como meales$ pl'sicoconcreos . cer'micos$ pudiendo apro%ec/arse scapacidades para no sólo medir deformación$ si

como elemenos sensi(les en disposii%ransducores- Al&unos e)emplos se muesran en si&uienes 5&uras-

Bi&ura =

al&as e6ensom7ricas so(re un elemeno de aluminen un disposii%o de pesa)e din'mico de %e/*culos


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Figura 7

Galgas extensom7tricas sobre concreto asf 'ltico y concreto hidr


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En la acualidad se dispone de una amplia di%ersidde e6ensómeros$ de disinas &eomer*as$ iposama"os$ !ue pueden ser uilizados en diferenmaeriales$ lo cual conri(u.e a la %ersailidad de saplicaciones-

De(ido a sus caracer*sicas$ la e6ensomeel7crica /a pro(ado ser una 7cnica 4il . precisa su empleo en la medición de deformación .$ pano$ en la deerminación de esfuerzos . car&as !ac4an en un elemeno esrucural-


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SISTEMAS DE MEDICION DE CARAS

eneralidades Aun!ue la deerminación de las medidas cuaniai%as

las muc/as propiedades de los maeriales re!uiere u&ran di%ersidad de o(ser%aciones$ las canidades ('sicamedir en realidad son relai%amene pocas$ al&unas de

cuales son las lon&iudes +los cam(ios de lon&iu'n&ulos$ %ol4menes$ fuerzas +inclu.endo pesos presiones,$ los iner%alos de iempo$ las emperauraslas corrienes el7cricas$ los %ola)es . las resisencias-

Medición de fuerzas +car&as, En el ensa.o de los maeriales la

medición de fuerzas consiu.e uno de

los elemenos ('sicos a deerminar-Al decir fuerzas se de(e enender !ue ello in%olucra am(i7n la medición demomenos cuando las fuerzas pro%ocan la orsión de los elemenos a los cualeses'n aplicadas-


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Las fuerzas a medir comprenden un 'm(io %alores mu. e6endidos$ .a !ue esas %an desfracciones de &ramos /asa miles de oneladas- e%idene$ por lo ano$ !ue la sensi(ilidad de l

aparaos de medición se de(e adecuar a cada caparicular$ pueso !ue la precisión con !ue se deefecuar la medición de la fuerza en )ue&o de(e sma.or cuando menor es la ma&niud de la misma-

Una fuerza se mide con un aparao llamaDINAMOMETRO$ !ue pro%iene del &rie&o Dinam

fuerza . Meron2 medida- Su consrucción se (asa el principio de la acción . la reacción - En efecofrene a una fuerza e6erna esos aparaos de(en scapaces de oponerle una fuerza i&ual . conraria !es la reacción -


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• Los dinamómeros$ poseen un sisema indicador !uransforma la fuerza aplicada en una lon&iud !ue represena$ &eneralmene lineal- Dic/a ransformación /dado lu&ar a numerosos sisemas . mecanismos $ !ue coninuación se dealla$ sin !ue eso si&ni5!ue !ue el emese a&oado-

•

Dinamómeros a &ra%edad2• Se (asan en el principio de la palanca . se les conoc

desde /ace muc/o iempo- Se raa de sisemaariculadas de &ran capacidad de deformación$ donde srecurre ala &ra%edad para e!uili(rar la fuerza a medir-

En la 5&- se indica uno de los disposii%os$ !ue consa ddos (razos de palanca$ a . ( $ !ue pi%oan alrededode un puno 5)o O- La car&a aplicada en el (razo m'

coro a se e!uili(ra con la car&a o conrapeso del (raz($ la cual si (ien es consane$ se puede desplazar a lar&o de dic/o (razo$ !ue es &raduado$ con el o()eo de!uili(rar la car&a aplicada-


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Los dinamómeros a &ra%edad$ al como se uilizen las ma!uinas de ensa.o mas recienes$ consde una masa pendular !ue se ale)a de su posición reposo para e!uili(rar la car&a soliciane- Esdinamómeros se presenan (a)o disinas formas

en odas ellas se /a (uscado la manera de !ue desplazamienos de un *ndice %ar*en linealmencon la car&a3 dando lu&ar a los dinamómerconocidos como de sisema pendular-

El M ó d d


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El Manómero de ourdon

El manómero de ourdon$ se emplea en muc/as ma!uinde ensa.os !ue uilizan el principio /idr'ulico para e)eresfuerzos de ma&niud mediana . &rande- Ese manómese (asa$ en realidad$ en la deformación de un uel'sico$ precisamene el u(o de ourdon $ &eneralme

de laón$ do(lado . de una cur%aura !ue al reci(irpresión uniforme del aceie de la ma!uina$ o de oli!uido$ iende a enderezarse e6perimenando pe!ue"desplazamienos denro del r7&imen el'sico-

En esas condiciones el e6remo del u(o A$desplazarse por efeco de la presión de aceie pro%eniede la u(er*a T $ ransmie el mo%imieno al secor

doado de una cremallera !ue /ace desplazar la a&u)a !ue indica la car&a ransmiida por el e!uipo-

Dinamómero a resore


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Dinamómero a resore

• Consta de un arrollamiento de un maerial mu. el'sformando una espiral /elicoidal $ de un radio r puede ra(a)ar (a)o el efeco de una car&a direca 1cu.as condiciones sufre un desplazamieno X endirección a6ial-

• Los dinamómeros a resore son %alidos para pe!uedeformaciones $ .a !ue esas no son ri&urosamelineales- En la ma.or*a de los casos en !ue se demauna precisión $media se puede admiir la proporcionalide las deformaciones$ en cu.o caso los cuadranes lecura poseen una &raduación lineal-

Dinamómeros el'sicos


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Dinamómeros el'sicos

• asados en el principio de !ue una pieza prism'ica puee6perimenar deformaciones a6iales re%ersi(les ano racción como de compresión $ a condición de !ue se)ecuada con un maerial resisene . el'sico- Ldeformaciones se deerminan con comparador -o con

e6ensomero adosado # a la pieza de con5&urac&eneralmene cil*ndrica-• Un insrumeno de esa nauraleza se cali(ra somei7ndol

car&as crecienes para los cuales se deermina correspondiene e!ui%alencia en deformación - esa(lece as* la cur%a de correlación com4nmene reenre car&a . deformación$ con lo cual se o(iene dinamómero cu.o uso es mu. simple-

Dinamómeros a cuerda %i(rane


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Dinamómeros a cuerda %i(rane

• El principio de la cuerda %i(rane aplicado a la medición deformaciones se puede aplicar i&ualmene para$ mecar&as$ En efeco un e6ensomero de cuerda %i(raincorporado denro de una ca)a el'sica $ con%iere dicca)a en un dinamómero-

• La cuerda %i(rane se u(ica en el cenro de la ca)a el'sicsiendo inmo%ilizada fueremene por los dos plaoe6remos de la misma-De acuerdo a lo descrio se puedconfeccionar dinamómeros acuerda %i(rane para mecar&as de compresión como de racción- Son insrumensencillos . ro(usos $ en los cuales se de(e ener en cuelas %ariaciones !ue pueden inroducir los cam(ios

emperaura-

Dinamómero a resisencia el7crica


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Dinamómero a resisencia el7crica

• Denro del mismo orden de las ideas precedenesconsru.en dinamómeros con el empleo de e6ensomeros el7cricos Una idea de un dinamómerales caracer*sicas se puede apreciar en la 5&ura$ corresponde a un cro!uis de una c7lula dinamom7rica

se uiliza para medir la presión del concreo fresco %ariación de la presión durane la fase de %i(raciónconcreo-

• La car&a aplicada$ deecada por la c7lula de caproduce un cam(io de resisencia en el circuio depuene e6ensom7rico$ ori&inando un dese!uili

el7crico$ !ue se corri&e mediane resisores compensación$ consiu.e una medida de la caransmiida a ra%ez del esp7cimen a la c7lula-


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EPUI1OS MODERNOS DE MEDICION

la extensometria

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