Universidad de GuanajuatoDivisión de Ingenierías

Departamento de Ingeniería Civil

Laboratorio de Resistencia de MaterialesProfesor:

Cesar Leonardo Ruiz Jaime

Grupo:501

Integrantes de la Brigada:

Chávez Robledo Eva SorayaGarcía Ortiz Sandra DanielaJiménez Vega Héctor DanielMartínez Colmenero Juan FranciscoMoreno Martínez Erwin EmanuelSahagún Pedraza Carlos Francisco

Fecha de Elaboración 19 de agosto del 2014

Número de la varilla

Ensaye a tensión de probetas de acero de refuerzo de grado 42[Escriba el subtítulo del documento]

Determinar el cumplimiento de la norma de referencia para varillas de acero reforzado grado 42

Elaboración del diagrama de Esfuerzo- Deformación.

Determinar las propiedades del material.

Introducción

En el ensayo se mide la deformación (alargamiento) de la probeta entre dos puntos fijos de la misma a medida que se incrementa la carga aplicada, y se representa gráficamente en función de la tensión (carga aplicada dividida por la sección de la probeta).

Al igual se determinaran otras propiedades físicas, tales como:

a) Requisitos de la dimensiónMasa unitaria, diámetro, área de la sección transversal y el perímetro.

b) Requisitos de la corrugaciónEspaciamiento, altura y costilla.

c) Requisitos para la tensiónResistencia a la tensión mínima, alargamiento mínimo en 20cm.

Como se identifican y clasifican las varillas.

Todas las varillas tienen una leyenda como la mostrada en la figura 1. Donde se identifican la marca de la varilla el

número, la referencia de la norma mexicana y el grado de la varilla.

Figura 1.

Referencia a la Norma.

Como se vio las varillas tienen un número de varilla que indica si tamaño, y hace referencia a sus propiedades mecánicas.

En el caso de la figua1, el numero 4 indica que es una varilla de ½", la cual debe cumplir con ciertas especificaciones de la norma NMX C-407.

En el caso de esta práctica la varilla puesta a prueba fue una varilla de del número 5. O sea de 5/8". La cual debe de cumplir con las siguientes especificaciones físicas y mecánicas:

a)

Masa unitaria o Masa nominal [kg/m]: 1.552±6%

Diámetro [mm]: 15.9

Área de la sección transversal [mm²]:198

Perímetro [mm]: 50

b)

Espaciamiento máximo promedio de corrugaciones [mm]: 11.1

Altura mínima promedio [mm]: 0.7

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DA4N42

Marca de la Norma Mexicana

Grado de la varilla

l

Primera Práctica del Laboratorio de Resistencia de Materiales

Costilla (cuerda) máxima [mm]: 6.1

c)

Resistencia mínima a la tensión [kgf/cm²]: 6300

Alargamiento mínimo en 20 cm: >9%

Equipo

Probeta de varilla de 5/8" Vernier Flexómetro Micrómetro Transportador Maquina universal Bascula

Prueba

En la primera parte de la práctica se proporcionó una probeta de 5/8", a la cual se le tomaron las siguientes medidas, para las cuales se tomaron tres veces cada una y así determinar una promedio:

Longitudes medidas:59.0 cm59.4 cm59.1 cmLongitud promedio l = 59.17 cm

Diámetro efectivo (sin tomar corrugaciones).15.27 mm15.46 mm15.23 mmDiámetro inicial promedio Di = 15.38 mm

9.39 mm9.34 mm9.51 mmPromedio = 9.42 mm

0.33 mm0.17 mm0.13 mmPromedio = 0.21 mm

Inclinación de las corrugaciones.

Calcando sobre una hoja de papel la huella que deja las corrugaciones sobre esta, se mide con el transportador la inclinación de las corrugaciones.

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Di

Espacia miento entre

Altura de corrugaciones

Ancho de costilla

15.86 mm15.93 mm16.13 mmPromedio = 15.97 mm

Angulo = 43°

Nota. Las mediciones del diámetro, el espaciamiento entre corrugaciones, altura de corrugaciones y ancho de costilla se realizaron con el vernier, debido a que son medidas muy pequeñas.

Una vez obtenidas las mediciones anteriores, la siguiente parte de esta práctica es colocar la probeta en distancias de 20 cm, en la maquina universal la cual ejercerá una carga constante hasta llevar a la falla la probeta.

Se pesó en la balanza la probeta la cual dio una lectura de 912.7 gr = 0.9127 kg.

Cálculos

Con las mediciones obtenidas directamente de la probeta, se prosigue a realizar los cálculos de:

Masa=wl=0.9127 kg0.5917m

Masa=1.543kg /m

Diámetro de extricción.

D .de Extricción%=Di−DfDi

(100)

Df. Diámetro Final medido después de llevar el material a la fallaDf = 12.31mm

D .E%=15.38mm−12.31mm15.38mm

(100)

D .E%=19.96%

Teóricamente con estos datos la resistencia mínima a la tensión de la probeta está dada por:

Área (6300 kgf) = Resistencia mínima

El Área es.

A=π (Di2 )2

=π ( 15.38mm2 )2

A=185.78mm2=1.8578cm ²

Así la Resistencia mínima teórica es:

Resistenciaminima=11704.14 kfg /cm ²

Relación tensión-fluencia dada, por los datos de la medición efectuada al colocar la probeta en la maquina universal, que se anexan a continuación, nos da la relación Tensión-Fluencia.

R .Tensión−Fluencia= Resistencia a latensionmínimaResistencia a la fuenciamínima

R .Tensión−Fluencia=8870.14 kgf /cm ²5477.38 kgf /cm ²

R .Tensión−Fluencia=1.62

Para el cálculo del esfuerzo y la deformación unitaria, primeramente se debe explicar que procede de obtener las lecturas de la probeta en la maquina universal, de la siguiente manera:

Puesta la probeta en posición, la maquina comienza a aplicar tensión a la probeta, la cual comenzara a enlongarse; dicha elongación será medida con el micrómetro colocado en una de las muescas de la máquina.

Para lo cual cada número en el micrómetro representa una deformación de 0.01 mm o 1E-2 cm.

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Primera Práctica del Laboratorio de Resistencia de Materiales

Y cada cambio de número por el micrómetro también en la maquina universal representa una carga de fuerza.

Para de esta formar generar una tabla con los siguientes datos:

Deformación [mm]

Carga[kgf]

0.01 1500.02 200

• • • • • •Así hasta llegar al punto de falla de la probeta. Y continuar con el cálculo de la Deformación Unitaria ɛ, el Esfuerzo σ, para cada una de las lectura tomadas en la máquina y el micrómetro.

La Deformación Unitaria está dada por:

ε= δl

Donde:

δ Deformación total.

l Longitud inicial.

El esfuerzo está dado por:

σ= PA

Donde:

P Carga ejercida a la probeta.A Área de la sección transversal.

Para obtener una nueva tabla que es

  20Di =1.538

cm  

  cm r =0.769 P/A

0 0.0000 1.58 0.00

1.00E-02 150 0.0005 1.58 94.98

2.00E-02 150 0.0010 1.58 94.98

3.00E-02 200 0.0015 1.58 126.64

Se muestra una parte de los datos obtenidos en las lecturas de deformación y carga de los aparatos con los que se elaboró la práctica.

La grafica de Esfuerzo deformación se anexan en las siguientes páginas, así como las tablas de los datos obtenidos de las lecturas del micrómetro y la maquina universal.

Así como los cálculos de la deformación unitaria y el esfuerzo para cada una de las lecturas.

Conclusiones.

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dL Carga (P) ɛ =dL/Lo Área (A) Esfuerzo

cm kg S/U cm² kg/cm²

Comparando los calculo y las medidas tomados con las establecidas en la norma mexicana NMX C-407.

Concluimos en que puntos cumple nuestra muestra y en cuales no, que se anotan a continuación.

Obtenido Norma NMX Observación

Elongación 18.5%

>9% Si cumple

Di 1.583 cm 1.59 cm No cumpleAi 1.86 cm² 1.98 cm² No cumplePerímetro 4.83 cm

5.00 cm No cumple

Masa Nominal 1.543kg/m

1.552±6% kg Si cumple

Espaciamiento de la corrugación 9.42 mm

11.1 mm No cumple

Altura de la Corrugación 0.21mm

0.7 mm No cumple

Resistencia a la tensión 8770.14 kgf/cm²

6300 kgf/cm² Si cumple

Esfuerzo de fluencia 5477.38 kgf/cm²

4200 kgf/cm² Si cumple

Relación Tensión-Fluencia 1.60

>1.25 Si cumple

Como se observa la probeta solo no cumple con las especificaciones de dimensionamiento, pero si cumple con las especificaciones mecánicas de tensión y de fluencia.

Bibliografía

R.C Hibbeler. Mecánica de Materiales6ta Ed. Editorial Pearson

http://normas.imt.mx/normativa/N-CMT-2-03-001-07.pdf

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