Manual de Practicas 1.63

MMMAAANNNUUUAAALLL DDDEEE PPPRRRCCCTTTIIICCCAAASSS

Ing. MSc. Aldrin Belisario Velosa Pacheco

Ingeniera Electromecnica

2015

Laboratorio de Resistencia de Materiales Ingeniera Electromecnica

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Laboratorio

Resistencia de Materiales

CONTENIDO

INTRODUCCIN 3

DERECHOS DE LOS USUARIOS 4

DEBERES DE LOS USUARIOS 4

NORMAS DE TRABAJO DE OBLIGATORIO CUMPLIMIENTO 5

NORMAS DE SEGURIDAD 5

CRITERIOS DE EVALUACIN 6

EL PREINFORME 6

EL INFORME 10

LITADO DE PRACTICAS 15


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Laboratorio


INTRODUCCIN

El presente manual de prcticas de laboratorio complementa y refuerza el aprendizaje en el rea de mecnica de materiales de los estudiantes de la Ingeniera Electromecnica de las Unidades Tecnolgicas de Santander. Se espera que se una herramienta til y esencial en el desarrollo de las diversas prcticas. El Ingeniero electromecnico tiene que ver de una u otra forma con los materiales y los procesos de manufactura que se utilizan para transformarlos en bienes o productos terminados. De igual forma en muchas oportunidades tendr que participar en la seleccin y utilizacin de materiales que mas se acojan a las necesidades planteadas. En consecuencia el aporte de esta asignatura estar enmarcado en correlacionar las propiedades mecnicas con el comportamiento de un determinado material, mediante el estudio detallado de una diversidad de ensayos, que permiten evaluar sus propiedades mecnicas y predecir su comportamiento, as como a reconocer los efectos del entorno y las condiciones de servicio sobre su desempeo. Esta comprensin es fundamental para ser capaz de brindar y ofrecer opiniones autorizadas sobre materiales que deben utilizarse para determinados componentes. Adems, potencia en el estudiante la capacidad intuitiva y el desarrollo de valores y competencias para reconocer en los materiales un aspecto interesante y complementario dentro de su formacin como Ingeniero en las disciplinas propias de la electromecnica.


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Laboratorio


DERECHOS DE LOS USUARIOS

Los equipos y materiales que van a utilizar los estudiantes deben encontrarse en perfecto orden y aseo. Solicitar el buen estado de los elementos y equipos. Exigir la verificacin del funcionamiento de los equipos y elementos solicitados. Los estudiantes tienen derecho a la clase prctica, orientada por el docente y el conocimiento con anterioridad de las prcticas a realizar. Obtener permisos en casos necesarios. Recibir un trato cortes. Recibir las advertencias necesarias que le permitan trabajar cumpliendo todas las normas de seguridad y de obligatorio cumplimiento.

DEBERES DE LOS USUARIOS

Dejar en perfecto estado de orden y aseo todos los equipos y manuales utilizados en la prctica. En caso de ocasionar algn dao a los materiales y equipos lo debe reparar o pagar. Debe mantener el orden y la disciplina durante la prctica. Debe hacer un buen uso de los equipos y materiales durante las prcticas. Preservar, cuidar y mantener en buen estado el material de enseanza, instalaciones, equipos y bienes del laboratorio. Cumplir con las normas de respeto y convivencia para el logro de una formacin integral. Cumplir con las normas de seguridad del laboratorio.

Solicitar al docente la aclaracin de las dudas que se tengan de la prctica a realizar. Avisar inmediatamente al docente acerca de las anomalas que se presenten en los equipos. Acatar las instrucciones del docente y respetar sus decisiones de acuerdo con lo dispuesto en este reglamento.

NORMAS DE TRABAJO DE OBLIGATORIO CUMPLIMIENTO

El laboratorio debe permanecer en perfecto orden y aseo.. Cumplir con el horario de laboratorio establecido, para la realizacin de las prcticas. Esta prohibido el ingreso de comidas, bebidas, cigarrillos. Esta prohibido el ingreso de estudiantes con inadecuada presentacin personal Esta prohibido facilitar o propiciar el ingreso al laboratorio de personas no autorizadas. Quince (15) minutos despus de iniciar la prctica de laboratorio no se permite el ingreso de estudiantes al aula. Todo estudiante debe estar debidamente preparado para la realizacin de la prctica. Al finalizar la prctica el material y los equipos de trabajo deben dejarse limpios y ordenados. El uso de los computadores es meramente acadmico. Se prohbe el cambio de la configuracin del software instalado. Se prohbe la utilizacin de software que no est amparado legalmente mediante la respectiva licencia para la Universidad. No se permite el traslado de computadores, sillas o de cualquier otro material o equipo que se encuentre en el laboratorio, sin la debida

autorizacin del funcionario encargado del mismo. La ausencia injustificada de una prctica de laboratorio se calificar con cero, cero (0,0). La justificacin por motivos de salud debe ser

expedida por el servicio mdico de la UTS si es de otra ndole por bienestar universitario. La no presentacin del preinforme y del informe el da de la prctica se calificar con cero (0.0). La prdida o deterioro por mal uso de un elemento, aparato o equipo, se cobra al estudiante responsable de la prdida o deterioro. En

caso de no encontrarse un responsable nico, el grupo de la prctica correspondiente asumir la responsabilidad y cubrir los costos de reparacin o de sustitucin del equipo.

La inasistencia a una prctica de laboratorio, automticamente descalifica el pre informe y el informe. Se asume que no presenta ninguno de los informes. Con una nota de 0.1 (cero punto uno) en cada uno de ellos. Para recuperar una prctica el estudiante debe presentar la incapacidad medica, para lo cual tiene una semana despus de realizada la experiencia.

NORMAS DE SEGURIDAD Qutese todos los accesorios personales que puedan producir descargas (recuerde que algunas de las prcticas trabajan con altos voltajes

y amperajes), como son anillos, pulseras, collares.

Est prohibido fumar, beber o comer en el laboratorio, as como dejar encima de la mesa del laboratorio algn tipo de prenda. El pelo largo se llevar siempre recogido. Sobre la mesa de trabajo solo debe hallarse el instrumental requerido para llevar a cabo la prctica. Manipule los equipos de manera responsable y cuidadosa. Si alguno de los equipos presenta anomalas, apguelo y reprtelo inmediatamente.


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Laboratorio


CRITERIOS DE EVALUACIN Para evaluar el laboratorio se consideraran los siguientes instrumentos con sus respectivos porcentajes: Informes 70% y preinformes 30%.

EL PREINFORME

Se presenta al iniciar cada experiencia, es un documento escrito a mano que se elabora teniendo en cuenta la informacin suministrada en el manual de guas de laboratorio. En el pre informe el equipo de trabajo refleja lo que va a ser su actividad en la prctica del da. A continuacin se presenta el formato propuesto para la elaboracin del pre-informe:

IDENTIFICACIN

PRACTICA N: El nmero que identifica la prctica NOMBRE DE LA PRCTICA: se toma el mismo de la prueba que se pretenda ejecutar.

FECHA:

INTEGRANTES

NOMBRE: Los estudiantes que conforman el equipo de trabajo CDIGO:

NOMBRE: CDIGO:

PROGRAMA: Ingeniera Electromecnica

GRUPO: El grupo que lo identifica dentro del laboratorio. Es una letra desde A hasta G.

DOCENTE:

RESULTADOS DE APRENDIZAJE

Son los resultados de aprendizaje trabajados desde el Programa de Asignatura.

MARCO TERICO

En este espacio se describen las leyes, principios y teoras en las que se basa y se fundamenta la prctica a desarrollar. Los temas a investigar estan definidos para cada prctica.

PROCEDIMIENTO (MONTAJE Y EJECUCIN)

En este espacio se debe realizar un resumen del procedimiento de la prctica, deber hacerse en diagrama de flujo, mapa conceptual y dibujo del montaje. Adems, se relacionan todos los materiales a utilizar para el desarrollo de la prctica.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS Se relacionan de manera tcnica y ordenada las fuentes consultadas


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Laboratorio


PRE INFORME

IDENTIFICACIN

PRACTICA N 1 2 3 4 5 6 7 8 FECHA:

NOMBRE DE LA PRCTICA:

INTEGRANTES

NOMBRE: CDIGO:

NOMBRE: CDIGO:

INGENIERIA ELECTROMECANICA GRUPO A B C D E F G DOCENTE: Aldrin B. Velosa Pacheco

RESULTADOS DE APRENDIZAJE

MARCO TERICO


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Laboratorio


MARCO TERICO


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Laboratorio


PROCEDIMIENTO (MONTAJE Y EJECUCIN)

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS


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Laboratorio


EL INFORME Por lo general se entrega una semana despus de haber realizado la prctica aunque esto puede variar segn las

indicaciones del docente. Es un documento escrito a mano. A continuacin se presenta el formato propuesto para

la elaboracin del informe. IDENTIFICACIN

PRACTICA N: El nmero que identifica la prctica NOMBRE DE LA PRCTICA: Se toma el mismo de la prueba realizada.

FECHA:

INTEGRANTES

NOMBRE: CDIGO:

NOMBRE: CDIGO:

PROGRAMA: Ingeniera Electromecnica

GRUPO: El grupo que lo identifica dentro del laboratorio. Es una letra desde A hasta G.

DOCENTE:

ANALISIS DE RESULTADOS Y/O ANALISIS DE GRAFICAS

La discusin de resultados generalmente suele corresponder a un argumento lgico, basado en los resultados y no una repeticin de estos. En ocasiones, puede ser til, comparar los resultados obtenidos con los reportados en la literatura, analizar si hay discrepancia respecto a los valores aceptados o esperados, indicando las causas y algunas sugerencias que puedan mejorar el mtodo experimental. Otros aspectos a tratar son las dificultades encontradas durante la realizacin del experimento que hayan podido influir en los resultados, si son o no vlidas las aproximaciones hechas, son entre otros, temas que tambin pueden tratarse como discusiones de resultados.

TABLAS DE DATOS, GRAFICAS Y CALCULOS

Los datos se refieren a aquellas cantidades que se derivan de mediciones y que se han de utilizar en el proceso de los clculos. En esta seccin se muestran los resultados obtenidos. Los resultados deben presentarse preferiblemente en forma de grficos, sin embargo si se requiere se hace necesario la inclusin de las tablas de datos. Los datos del experimento deben estar diferenciados de otros datos que puedan incluirse para comparacin y tomados de otras fuentes. En esta parte tambin se deben mostrar las ecuaciones utilizadas y los clculos realizados Todos los smbolos deben definirse en el momento en que aparecen por primera vez. Los resultados deben ser claros y precisos que indiquen lo que el estudiante pudo observar, no lo que los libros dicen, que se ha debido observar.

EVALUACIN

En este espacio el estudiante responde al cuestionario propuesto en cada prctica. Debe ser contestada apoyndose en la bibliografa consultada y en la ejecucin de la experiencia.

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Se pretende realizar observaciones que mejoren la prctica o aquellos detalles de los cuales se percat cuando realiz la experiencia y que pueden ser importantes en la obtencin de los resultados. Siempre debe sacarse una conclusin concisa y precisa del trabajo realizado

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS Se relacionan de manera tcnica y ordenada las fuentes consultadas


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INFORME

IDENTIFICACIN

PRACTICA 1 2

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8 FECHA:

NOMBRE DE LA PRCTICA:

INTEGRANTES

NOMBRE: NP NA CDIGO:

NOMBRE: NP NA CDIGO:

INGENIERIA ELECTROMECANICA GRUPO A B C D E F G DOCENTE: Aldrin B. Velosa Pacheco

ANALISIS DE RESULTADOS Y/O ANALISIS DE GRAFICAS


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TABLAS DE DATOS, GRAFICAS Y CALCULOS


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Laboratorio


EVALUACION


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Laboratorio


OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

LISTADO DE PRCTICAS

1. Prueba de dureza

2. Prueba de tensin

3. Determinacin del mdulo de elasticidad

4. Prueba de compresin

5. Prueba de fatiga

6. Prueba de anlisis digital metalogrfico

7. Prueba de Impacto

8. Prueba de torsin

9. Determinacin del mdulo de rigidez

10. Prueba de flexin en tres puntos

11. Prueba de anlisis fractogrfico


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Laboratorio


IDENTIFICACIN

UNIDAD ACADMICA INGENIERIA ELECTROMECANICA

ASIGNATURA: LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

UNIDAD TEMTICA ENSAYO DE DUREZA

PRACTICA 1 Prueba de Dureza

COMPETENCIA RESULTADOS DE APRENDIZAJE

Analizar las propiedades de un material cuando se le somete a cargas de identacin aplicando los principios de la mecnica de materiales y siguiendo los lineamientos de las normas ASTM E 10, E 92 y E 18.

Conoce la operacin de los durmetros realizando ensayos de dureza bajo las normas tcnicas vigentes.

Determina medidas de dureza en un material en las escalas Brinell, Vickers y Rockwell.

ACTIVIDADES

1. REFERENCIAS

ASTM E10 Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials.

ASTM E92 Standard Test Method for Vickers Hardness of Metallic Materials.

ASTM E140-05E1 Standards Hardness Conversion Tables for Metals Relationship Among Brinell Hardness, Vickers Hardness, Rockwell Hardness, Superficial Hardness, Knoop Hardness, and Scleroscope Hardness.

ASTM A833 Standard Practice for Indentation Hardness of Metallic Materials by Comparison Hardness Testers.

ASTM E18-05E1 Standard Test Methods for Rockwell Hardness and Rockwell Superficial Hardness of Metallic Materials.

2. TEMAS DE INVESTIGACION

Defina: Dureza, identador, durmetro, escalas de dureza.

Identifique tres campos de aplicacin del ensayo de dureza.

Investigue sobre los mtodos de dureza porttil.

3. PROCEDIMIENTO

3.1 EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS

Indentador de bola de dimetro: 2.5mm, 5mm. Indentador de diamante Rockwell, indentador de bola de dimetro 1,578mm. Indentador de diamante Vickers

Probetas de ensayo. Durmetro THBRV 187_5D.


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1.2 DESARROLLO DEL ENSAYO DUREZA ROCKWELL

DIAGRAMA DE LUJO DESCRIPCIN RESPONSABLE

1. La pieza de material debe ser examinada cuidadosamente con el fin de cerciorarse de que est libre de xido, polvo, grasa o cualquier impureza que afecte el ensayo.

- La probeta o pieza de material de ensayo debe ser con anterioridad debidamente pulida a espejo.

- La base utilizada en el soporte debe estar completamente limpia, seca, libre de impurezas ni oxido y uniforme.

- El ensayo debe llevarse a cabo a una temperatura entre los 10 y 35C.

- Las condiciones de espesor mnimo de la pieza de material deben ser evaluadas segn los requerimientos del manual de operaciones del equipo y la norma ASTM E18 anteriormente

nombrada.

2. Mediante la utilizacin de patrones certificados se comprueba la calibracin del equipo, empleando el ensayo al patrn correspondiente en la escala de prueba. Verificando las lecturas tomadas por el fabricante.

3. Nivelar la base utilizando el nivel en los accesorios del equipo garantizado por el fabricante.

- Elegir la clase de indentador a emplear.

- Seleccionar, colocar y ajustar el indentador segn los lineamientos nombrados en las tablas 1, 2 y 3 del manual de operaciones del equipo complementado.

- Seleccionar la escala de trabajo, la cual tiene la relacin indentador/peso.

- Posicionar la perrilla de carga en el peso necesario para el ensayo y la escala a utilizar.

Docente y personal autorizado, capacitado y encargado del

ensayo y del equipo

1. Preparacin de

pieza y base de

ensayo

2. Verificar la calibracin del

equipo

3. Nivelacin del equipo y

preparacin de

ensayo


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Laboratorio


DIAGRAMA DE FLUJO DESCRIPCIN RESPONSABLE

4. Oprimir START, siendo el accionamiento del equipo que de manera electrnica aplica la carga menor de 98.07 N (10Kg) en forma gradual hasta obtener la indicacin apropiada. Se verifica el movimiento de las agujas de acuerdo al equipo. La precarga prepara el equipo para la aplicacin de la carga mayor, asegura que el indentador este haciendo contacto con el material.

- Al aplicar la precarga, la aguja no debe girar ms de una vuelta y media, de otra manera se debe cambiar la escala.

- Observar numerales de 4.3 a

4.3.8 del manual de

operaciones del equipo

complementado como gua en

el procedimiento del ensayo

5. El equipo electrnicamente temporiza entre 3 a 30 segundos segn lo programado por el personal. - Es recomendado tomar el

tiempo prudente de 15 segundos para mayor precisin.

- Durante el tiempo se aplica la carga mayor.

- La carga mayor podr ser: 588.4 N (60Kg), 980.7 N (100Kg) y 1471 N (150Kg). Esta se selecciona segn el tipo de material.

- Al liberarse la carga, la aguja realiza el movimiento indicando el valor de la dureza, posteriormente se realiza la interpretacin de los resultados.

6. Tomar la lectura de la escala para dureza Rockwell y dar resultados.


ensayo y del equipo

4. Aplicacin de la

precarga

5. Aplicar la carga mayor

6. Lectura de resultados

FIN


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Laboratorio


DUREZA BRINELL


1. La pieza de material debe ser examinada cuidadosamente con el fin de cerciorarse de que este libre de oxido, polvo, grasa o cualquier impureza que afecte el ensayo.





nombrada. 2. Mediante la utilizacin de patrones

certificados se comprueba la calibracin del equipo, empleando el ensayo al patrn correspondiente en la escala a prueba. Verificando las lecturas tomadas por el fabricante.

3. Nivelar la base utilizando el nivel en

los accesorios del equipo garantizado por el fabricante.


- Seleccionar, colocar y ajustar el indentador segn los lineamientos nombrados en las tablas 5, 6 y 7 del manual de operaciones del equipo complementado.




ensayo y del equipo

1. Preparacin de

pieza y base de

ensayo


equipo


preparacin de

ensayo


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Laboratorio



4. Oprimir START, siendo el

accionamiento del equipo que de manera electrnica aplica la carga menor de 98.07 N (10Kg) en forma gradual hasta obtener la indicacin apropiada. Se verifica el movimiento de las agujas de acuerdo al equipo. La precarga prepara el equipo para la aplicacin de la carga mayor, asegura que el indentador est haciendo contacto con el material.

- Al aplicar la precarga, la aguja no debe girar ms de una vuelta y media, de otra manera se debe cambiar la escala.

- Observar numerales de 4.3 a 4.3.8 o 5.8 a 5.8.15 (segn la eleccin del personal) del manual de operaciones del equipo complementado como gua en el procedimiento del ensayo.

5. El equipo electrnicamente

temporiza entre 3 a 30 segundos segn lo programado por el personal.

- Es recomendado tomar el tiempo prudente de 15 segundos para mayor precisin.


- La carga mayor podr ser: 294.2 N (30Kg), 306.5 N (31.25Kg), 612.9 N (62.5Kg), 980.7 N (100Kg) y 1839 N 187.5Kg). Esta se selecciona segn el tipo de material.

- Al liberarse la carga la aguja realiza el movimiento indicando el valor de la dureza, posteriormente se realiza la interpretacin de los resultados.

6. Tomar la lectura de la escala para

dureza Brinell y dar resultados.


ensayo y del equipo

4. Aplicacin de la

precarga

5. Aplicar la carga

mayor

6. Lectura de resultados

FIN


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Laboratorio


DUREZA VICKERS


1. La pieza de material debe ser examinada cuidadosamente con el fin de cerciorarse de que este libre de xido, polvo, grasa o cualquier impureza que afecte el ensayo.





nombrada. 2. Mediante la utilizacin de patrones

certificados se comprueba la calibracin del equipo, empleando el ensayo al patrn correspondiente en la escala a prueba. Verificando las lecturas tomadas por el fabricante.

3. Nivelar la base utilizando el nivel en

los accesorios del equipo garantizado por el fabricante.


- Seleccionar, colocar y ajustar el indentador segn los lineamientos nombrados en el manual de operaciones del equipo complementado.




ensayo y del equipo

1. Preparacin de

pieza y base de

ensayo


equipo


preparacin de

ensayo


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Laboratorio



4. Oprimir START, siendo el

accionamiento del equipo que de manera electrnica aplica la carga menor de 98.07 N (10Kg) en forma gradual hasta obtener la indicacin apropiada. Se verifica el movimiento de las agujas de acuerdo al equipo. La precarga prepara el equipo para la aplicacin de la carga mayor, asegura que el indentador este haciendo contacto con el material.

- Al aplicar la precarga, la aguja no debe girar mas de una vuelta y media, de otra manera se debe cambiar la escala.

- Observar numerales de 5.8 a 5.8.15 del manual de operaciones del equipo complementado como gua en el procedimiento del ensayo

5. El equipo electrnicamente

temporiza entre 3 a 30 segundos segn lo programado por el personal.

- Es recomendado tomar el tiempo prudente de 15 segundos para mayor precisin.


- La carga mayor podr ser: 294.2 N (30Kg) y 980.7 N (100Kg). Esta se selecciona segn el tipo de material.

- Al liberarse la carga la aguja realiza el movimiento indicando el valor de la dureza, posteriormente se realiza la interpretacin de los resultados.

6. Tomar la lectura de la escala para dureza Vickers y dar resultados.


ensayo y del equipo

4. Aplicacin de la precarga

5. Aplicar la carga mayor

6. Lectura de

resultados

FIN


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Laboratorio


REGISTRO

INFORMACIN DE LA PROBETA

MATERIAL Condicin superficial

Resistencia Mecnica (MPa)

Esfuerzo de fluencia (MPa)

1.

2.

3.

DUREZA PROMEDIO

Carga Aplicada

(kN) HBN HV HR

1

2

3

IMAGEN DE LA PROBETA POSTERIOR A LA PRUEBA

INFORMACIN DEL EQUIPO Nombre Marca

EVALUACIN

Desarrollar las siguientes actividades:

Establecer diagramas estadsticos de comparacin, por cada escala de dureza, de los resultados obtenidos con los establecidos en documentacin tcnica del material.

Realice un grfico en el que ilustre las mediciones tomadas y la distribucin de estas en la probeta.


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Laboratorio



Analizar las propiedades de un material cuando se le somete a fuerzas uniaxiales aplicando los principios de la mecnica de materiales y siguiendo los lineamientos de las normas ASTM E8, D638 y E9.

Conoce la operacin de la mquina universal realizando ensayos de tensin y compresin bajo las normas tcnicas vigentes.

Determina la resistencia mecnica y la ductilidad de un material por medio de ensayos de traccin y compresin.

Relaciona la morfologa de falla con las caractersticas propias del material.

Analiza las propiedades mecnicas de un material sujeto a carga axial a travs de datos obtenidos experimentalmente y publicados en diferentes fuentes.

ACTIVIDADES

1. REFERENCIAS

AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Metals Handbook. Vol 8. Novena edicin, Metal Park, Ohio 44073, 1985, Tension testting, pag 17.

NORMA ASTM E 8 Standars Test Methods for tensin testing of Metallic Materials AASHTO No.: T68. 2009.

NORMA ASTM D 638 Standar Test Method for tensil properties of plastics. 2010. 2. TEMAS DE INVESTIGACION

Investigar y consignar en el preinforme los principales aspectos de cada termino:

Carga axial

Ley de Hooke y modulo de elasticidad

Deflexin y deformacin unitaria

Esfuerzo mximo de tensin

Esfuerzo de fluencia

Diagrama de esfuerzo vs deformacin.

Ductilidad

Fractura tipo copa cono. 3. PROCEDIMIENTO


Software winwdw

Mquina Universal de Ensayos TIME GROUP Probetas estandarizadas de material metlico y polimrico

Medidor Vernier Juego de llaves

Flexmetro

IDENTIFICACIN



UNIDAD TEMTICA ENSAYO DE TRACCION Y COMPRESION

PRACTICA 2 Prueba de tensin


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Laboratorio


3.2 DESARROLLO DEL ENSAYO

3.2.1 Establecer condiciones de seguridad y calidad. Todo el personal que realice un procedimiento de ensayo de traccin debe remitirse a las normas establecidas en el presente manual, con el fin de seguir las medidas necesarias para realizar el ensayo con la calidad adecuada. 3.2.2 Mediciones: Determinar las dimensiones de las probetas como son: longitud de prueba (L0), dimetro inicial (d0) o rea de la seccin transversal (A0), carga aplicada y velocidad del cabezal. NOTA 1: Anexar los datos en el formato respectivo.

3.2.3 Encendido del equipo. Energizar la mquina y encender el computador, dar clic en el icono que aparece en el escritorio winwdw. El programa se activa al dar clic en la pestaa Testing.

Figura 1. Ventana de inicio del programa winwdw.

3.2.4 Montaje de la probeta a ensayar. Elegir el tipo de probeta a ensayar y acoplarla de tal manera que primero se ajuste en la mordaza inferior y luego en la superior.

NOTA 2: Antes de colocar la probeta dentro de las mordazas es necesario fijar la longitud de ensayo con el control de la mquina universal y ubicar los limitadores de desplazamiento del equipo teniendo en cuenta el tipo de material a ensayar.

Figura 2. Montaje general de la probeta en la mquina universal.

3.2.5 Condiciones inciales de ensayo. Introducir en el programa los datos del material y dimensiones de la probeta dando clic en el icono New Specimen.


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Laboratorio


Figura 3. Ventana del programa winwdw para introducir informacin del material y de la probeta. 3.2.6 Configuracin de parmetros. Establecer las condiciones generales del ensayo a partir del material que se va a utilizar. Dar clic en parameter setting(s), luego en Data process parameter setting y por ultimo elegir la opcin tensile.

Figura 4. Ventana del programa winwdw para configuracin de parmetros inciales de ensayo 3.2.7 Calibracin a cero. Aplicar una pre carga inicial con una velocidad muy lenta, hasta que la ventana de carga este en cero. Llevar los recuadros a cero (load, peak, deform y testing time).


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Laboratorio


Figura 5. Ventana del programa winwdw para calibrar a cero los valores de carga y deformacin. 3.2.8 Eleccin de parmetros. Seleccionar la opcin Tensile y velocidad de deformacin de 2 mm/min para metal y 5 mm/min para material polimrico.

Figura 6. Ventana del programa winwdw para introducir tipo de prueba y velocidad de deformacin. 3.2.9 Inicio de la prueba. Se pulsa el icono Start.

Figura 7. Diagrama del icono para iniciar la prueba. 3.2.10 Construccin de la grafica. Se monitorea el avance del ensayo a travs de la visualizacin de la curva esfuerzo vs deformacin.

Figura 8. Curva esfuerzo deformacin obtenida en un ensayo con el programa winwdw. 3.2.11 Finalizacin de la prueba. Al fracturarse la muestra; la maquina debe detenerse por accionamiento manual dando clic en el botn Stop de la ventana.


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Laboratorio


Figura 9. Indicaciones de finalizacin de la prueba. 3.2.12 Retirar la probeta de ensayo. Medir la longitud final y el dimetro (zona de rotura). 3.2.13 Anlisis de datos. Dar clic en data process. Seleccionar los resultados necesarios y almacenarlos.

Figura 10. Ventana del programa winwdw para anlisis de datos. 3.2.14 Anlisis de resultados. Hacer un anlisis de la curva esfuerzo vs deformacin extrayendo y definiendo las propiedades del material ensayado. Tomar los valores de las probetas inicialmente ledos y compararlos con los valores de medida final. NOTA 3: Anexar los datos en el formato respectivo.


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Laboratorio


REGISTRO



TIPO DE MATERIAL Probeta

No. Longitud Inicial (mm) Longitud Final (mm)

Seccin transversal

inicial (mm2)

Seccin transversal final (mm2) Carga Velocidad

NOTA: ANEXE LA GRAFICA ( ESFUERZO Vs DEFORMACION)

PROPIEDADES CALCULADAS DE ACUERDO AL COMPORTAMIENTO DEL MATERIAL

Experimental Tabulado Analtico % Error experimental

Experimental Tabulado Analtico % Error experimental

Mdulo de Young [GPa]

Porcentaje de elongacin

Porcentaje de reduccin de

rea

Esfuerzo de fluencia [MPa] ---------- ----------

Esfuerzo ultimo [MPa] ---------- ----------

Esfuerzo de rotura [MPa] ---------- ----------

Alargamiento

Deformacin unitaria

DIBUJO A MANO ALZADA DE LA APARIENCIA DE LA FRACTURA


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Laboratorio


EVALUACIN


Analizar comparativamente las propiedades determinadas con las conocidas del material calculando el error experimental y registrndolo en el formato de registro.

Dibujar y definir el tipo de fractura observada

Indicar, identificar y explicar a travs de un cdigo de colores las diversas zonas de la curva esfuerzo vs deformacin obtenida en la prctica.

BIBLIOGRAFA

BIBLIOGRAFA BSICA

HIBBELER, R. Mecnica de Materiales. Editorial Prentice Hall.

SHACKELFORD, James F. Ciencia de materiales para Ingenieros. Ediciones Prentice Hall. Tercera edicin. Mxico 1992.

SMITH, William. Fundamentos de la ciencia e Ingeniera de materiales. Editorial Mc Graw Hill. Segunda edicin. Madrid Espaa 1993.

ASKELAND, Donald R. Ciencia e Ingeniera de los materiales. Editorial Internacional. Thomson. Tercera edicin 1998.

www.sciencedirect.com/science/journal. Materials Characterization, materials science and engineering.

BIBLIOGRAFA SUGERIDA

DIETER, G. Metalurgia Mecnica. McGraw-Hill Kogakusha, Ltd, Tokio, 1976.

TIMOSHENKO, G. Mecnica de Materiales. Grupo Ed. Iberoamrica.

ASTM, compendio de Normas.


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IDENTIFICACIN




PRACTICA 3 Determinacin del mdulo de elasticidad.


Analizar las propiedades de un material cuando se le somete a fuerzas uniaxiales aplicando los principios de la mecnica de materiales y siguiendo los lineamientos de las normas ASTM E8, D638 y E9.





ACTIVIDADES

1. REFERENCIAS

AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Metals Handbook. Vol 8. Novena edicin, Metal Park, Ohio 44073, 1985, Tension testting, pag 17.

NORMA ASTM E 8 Standars Test Methods for tensin testing of Metallic Materials AASHTO No.: T68. 2009.


El extensmetro: concepto, funcionamiento y aplicabilidad

La rigidez como propiedad mecnica

3. PROCEDIMIENTO


Software winwdw Mquina Universal de Ensayos TIME GROUP

Probetas estandarizadas metlicas

Medidor Vernier Extensmetro

Cable de conexin del extensmetro Juego de llaves

Flexmetro


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Laboratorio



3.2.1 Establecer condiciones de seguridad y calidad. Todo el personal que realice un procedimiento de ensayo de traccin debe remitirse a las normas establecidas en el presente manual, con el fin de seguir las medidas necesarias para realizar el ensayo con la calidad adecuada. 3.2.2 Mediciones: Determinar las dimensiones de las probetas como son: longitud de prueba (L0), dimetro inicial (d0) o rea de la seccin transversal (A0), carga aplicada y velocidad del cabezal. 3.2.3 Encendido del equipo. Energizar la mquina y encender el computador, dar click en el icono que aparece en el escritorio winwdw. El programa se activa al dar click en la pestaa Testing. 3.2.4 Acoplar las mordazas con las que se va a realizar el ensayo (superior e inferior). 3.2.5 Montaje de la probeta a ensayar. Elegir el tipo de probeta a ensayar y acoplarle el extensmetro y montarla en las dos mordazas.

Figura 1. Montaje general de las mordazas en la mquina universal.

3.2.6 conexin del extensmetro al computador. Conectar el cable en la cpu del computador. 3.2.7 Condiciones inciales de ensayo. Introducir en el programa los datos del material y dimensiones de la probeta dando clic en el icono New Specimen. 3.2.8 Configuracin de parmetros. Establecer las condiciones generales del ensayo a partir del material que se va a utilizar. Dar clic enparameter setting(s), luego en Data process parameter setting y por ultimo elegir la opcin tensile. 3.2.9 Configuracin de parmetros. Dar clic en control parameter configuration y luego elegir la opcin use extrometer to measure the deformation. Defina la deformacin dependiendo de las caractersticas del material. 3.2.10 Calibracin a cero. Aplicar una pre carga inicial con una velocidad muy lenta, hasta que la ventana de carga este en cero. Llevar los recuadros a cero (load, peak, deform y testing time). 3.2.11 Eleccin de parmetros. Seleccionar la opcin tensile y velocidad de deformacin del extensmetro en unidades de mm/min que varia de acuerdo al material ensayado. 3.2.12 Inicio de la prueba. Se pulsa el icono Start. 3.2.13 Construccin de la grafica. Se monitorea el avance del ensayo a travs de la visualizacin de la curva esfuerzo vs deformacin.(solo se trabajara en el rango elstico del material) 3.2.14 Finalizacin de la prueba. Al tensionarse la muestra (el programa arroja la seal) la maquina debe detenerse por accionamiento manual dando clic en el botn Stop. 3.2.15 Retirar la probeta de ensayo. 3.2.16 Anlisis de datos. Dar clic en data process. Seleccionar los resultados necesarios y almacenarlos. 3.2.17 Anlisis de resultados. Hacer un anlisis de la curva de esfuerzo vs deformacin nicamente en la zona elstica extrayendo y definiendo las propiedades del material ensayado especialmente el modulo de elasticidad. .


32

Laboratorio


REGISTRO

INFORMACIN DEL EXTENSOMETRO Referencia Marca

INFORMACIN DEL MATERIAL

TIPO DE MATERIAL

Composicin qumica Caractersticas fsicas del material Carga (KN)

Velocidad (mm/min)


PROPIEDADES DETERMINADAS ACUERDO AL COMPORTAMIENTO DEL MATERIAL

Modulo de Young o de elasticidad () [GPa] Error experimental (%) Material Experimetal Tabulado

EVALUACIN

Cmo se comporta el porcentaje de error para los diferentes tipos de materiales?

Por qu la tcnica experimental de esta prctica solamente es aplicable cuando no existe deformacin plstica?

Por qu el mdulo de elasticidad es considerado importante en la mecnica de materiales?


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Laboratorio


IDENTIFICACIN




PRACTICA 4 Prueba de compresin


Analizar las propiedades de un

material cuando se le somete a fuerzas uniaxiales aplicando los principios de la mecnica de materiales y siguiendo los lineamientos de las normas ASTM E8, D638 y E9.





ACTIVIDADES

1. REFERENCIAS

AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Metals Handbook. Vol 8. Novena edicin, Metal Park, Ohio 44073, 1985, Tensin testing, pag 17.

NORMA ASTM C 133 Standars Test Methods for cold crushing strength and modulus of rupture of refractories.


Definir cada trmino: Esfuerzo de compresin, esfuerzo mximo de compresin, limite de aplastamiento, resistencia a la compresin, dilatacin transversal.

Diagrama compresin vs. deformacin

Fallas tpicas de materiales cermicos a compresin. 3. PROCEDIMIENTO


Software winwdw Mquina Universal de Ensayos TIME GROUP

Probetas estandarizadas de material cermico Medidor Vernier

Juego de llaves

Flexmetro

3.2 DESARROLLO DEL ENSAYO 3.2.1 Establecer condiciones de seguridad y calidad. Todo el personal que realice un procedimiento de ensayo


34

Laboratorio


de traccin debe remitirse a las normas establecidas en el presente manual, con el fin de seguir las medidas necesarias para realizar el ensayo con la calidad adecuada. 3.2.2 Mediciones: Determinar las dimensiones de las probetas como son: longitud de prueba (L0), dimetro inicial (d0) o rea de la seccin transversal (A0), carga aplicada y velocidad del cabezal. 3.2.3 Encendido del equipo. Energizar la mquina y encender el computador, dar click en el icono que aparece en el escritorio winwdw. El programa se activa al dar click en la pestaa Testing. 3.2.4 Acoplar las bases con las que se va a realizar el ensayo (superior e inferior).

Figura 1. Montaje general de las bases en la mquina universal.

3.2.5 Montaje de la probeta a ensayar. Elegir el tipo de probeta a ensayar y acoplarla entre las dos bases. 3.2.6 Condiciones inciales de ensayo. Introducir en el programa los datos del material y dimensiones de la probeta dando clic en el icono New Specimen. 3.2.7 Configuracin de parmetros. Establecer las condiciones generales del ensayo a partir del material que se va a utilizar. Dar clic en parameter setting(s), luego en Data process parameter setting y por ultimo elegir la opcin compression. 3.2.8 Calibracin a cero. Aplicar una pre carga inicial con una velocidad muy lenta, hasta que la ventana de carga este en cero. Llevar los recuadros a cero (load, peak, deform y testing time). 3.2.9 Eleccin de parmetros. Seleccionar la opcin Compression y velocidad de deformacin en mm/min de acuerdo a cada material. 3.2.10 Inicio de la prueba. Se pulsa el icono Start. 3.2.11 Construccin de la grafica. Se monitorea el avance del ensayo a travs de la visualizacin de la curva esfuerzo vs deformacin. 3.2.12 Finalizacin de la prueba. Al comprimirse la muestra (de acuerdo a las indicaciones establecidas); la maquina debe detenerse por accionamiento manual dando clic en el botn Stop de la ventana. 3.2.13 Retirar la probeta de ensayo. Medir la longitud final y el dimetro (zona de compresin). 3.2.14 Anlisis de datos. Dar clic en data process. Seleccionar los resultados necesarios y almacenarlos.


35

Laboratorio


REGISTRO



TIPO DE MATERIAL Peso unitario

(g/mm3) Longitud Inicial

(mm) Seccin transversal

(mm2) volumen

(mm3)


Propiedades a compresin

Experimental Tabulado % Error experimental

Modulo de Elasticidad (GPa)

Esfuerzo de fluencia (MPa)

Resistencia ultima (MPa)

DIBUJO AMANO ALZADA DE LA APARIENCIA DE LA PROBETA AL FINAL DE LA PRUEBA

EVALUACIN



Dibujar y definir el tipo de contraccin observada

Indicar, identificar y explicar a travs de un cdigo de colores las diversas zonas de la curva esfuerzo vs deformacin obtenida en la prctica.

IDENTIFICACIN


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Laboratorio




UNIDAD TEMTICA ENSAYO DE FATIGA

PRACTICA 4 Prueba de Fatiga


Identificar las propiedades a fatiga de un acero cuando se le somete a cargas de flexin rotativa siguiendo los lineamientos de las normas ASTM E 606

Visualiza e identifica las principales caractersticas den ensayo de fatiga bajo flexin rotativa.

ACTIVIDADES

1. REFERENCIAS

AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Metals Handbook. Vol 8. Novena edicin, Metal Park, Ohio 44073, 1985, fatigue testing.

ASKELAND Donald R, Phul Pradeep P. Ciencia e ingeniera de los materiales. Cuarta edicin. Thomson, Mxico, 2004.

ASTM E 606 International, Standard Practice for Strain-Controlled Fatigue Testing. 2005.


Fatiga

Ejemplo de elementos sometidos a fatiga

Lmite de fatiga y resistencia a la fatiga

3. PROCEDIMIENTO


Equipo de fatiga

Llaves de acoplamiento

Probetas de ensayo.


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Laboratorio


3.2 DESARROLLO DEL ENSAYO 3.2.1 Establecer condiciones de seguridad y calidad. Todo el personal que realice un procedimiento de ensayo de fatiga debe remitirse a las normas establecidas en el presente manual, con el fin de seguir las medidas necesarias para realizar el ensayo con la calidad adecuada. 3.2.2 Probetas: Seleccionar las probetas a ensayar 3.2.3 Encendido del equipo. Energizar la mquina.

Figura 1. Energizado del equipo y forma de la probeta

3.2.4 Acoplar la probeta en el equipo.

Figura 2. Montaje general de la probeta en el equipo.

3.2.5 Aplicar la carga seleccionada por medio de la palanca 3.2.6 Configuracin de parmetros. Establecer las condiciones iniciales del ensayo a partir del material que se va a utilizar. 3.2.7 Inicio de la prueba. Se pulsa el botn de arranque. 3.2.8 Finalizacin de la prueba. Al fracturarse la probeta la maquina debe detenerse por accionamiento manual dando clic en el botn Stop. 3.2.9 Retirar la probeta de ensayo. 3.2.10 Recoleccin y anlisis de datos.


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Laboratorio


REGISTRO

INFORMACIN DEL EQUIPO Nombre Marca del motor

Revoluciones del motor

TIPO DE MATERIAL

CONCEPTUALIZACIN

El esfuerzo flexionante sufrido en la probeta, est dado por la frmula:

(1)

Dnde:

d= Dimetro del eje. M max= Momento mximo. P= carga aplicada.

M max= P*63,5 que ocurre en el centro de la probeta

CONDICIONES DEL ENSAYO

Fuerza Aplicada (Kgf)

Esfuerzo (Kgf/mm)

Ciclos

Tiempo

(s)



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Laboratorio


IDENTIFICACIN



UNIDAD TEMTICA ENSAYO DE METALOGRAFA

PRACTICA 6 Prueba de Anlisis digital metalogrfico


Analizar las fases y el tamao de

grano de un acero cuando se le observa por medio de un microscopio metalogrfico y siguiendo los lineamientos de la norma ASTM E-3 y E112..

Identifica las fases metalogrficas presentes en un acero por medio de observacin microscpica.

Determina el tamao de grano por el procedimiento de intercepcin de Abrams, en una muestra de acero obtenida siguiendo la norma ASTM E304.

ACTIVIDADES

1. REFERENCIAS

Norma ASTM E-112

Norma ASTM E-3

Manual microscopio Olympus GX41. LRM-M.MM.01

Manual Camara canon EOS 600D. LRM-M.CD.01

Manual software Image-Pro Insight 8. LRM-M.SOFT.01

Manual software imageJ. LRM-M.SOFT.02

AVNER, Sydney H. Introduccin a la metalurgia fsica. Editorial Mc Graw Hill. Segunda edicin. Mxico 1988.


Defina los conceptos: Tamao de grano, fases metalogrficas, microscopia ptica y magnificacin.

Consulte el trmino ferrita e indique grficamente ejemplos en los cuales se pueda apreciar. Consulte el trmino perlita e indique grficamente ejemplos en los cuales se pueda apreciar. Consulte el trmino martensita e indique grficamente ejemplos en los cuales se pueda apreciar.

3. PROCEDIMIENTO


Software Eos utility, insight pro 8 e imageJ Microscopio metalogrfico Olympus GX41

Cmara Canon rebel ti3

Probetas estandarizadas metlicas Cable de conexin


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Laboratorio



DIAGRAMA DE FLUJO DESCRIPCION RESPONSABLE

1. Determinar la solucin utilizada para el ataque 2. Energizar microscopio, cmara digital y encender el computador dar clic en EOS utility, y activar la vista preliminar para ver en el monitor. 3. Utlizar el tipo de portaobjetos adecuado para la probeta 4. Ajustar el microscopio con el objetivo de 10X, ocular e intensidad de luz (ver anexo xx) 5. Ajustar la perilla de la cmara en modo P (ver anexo xx) 6. Utilizar el botn macromtrico para el enfoque inicial de la muestra y con el micromtrico en enfoque final.

Director del laboratorio de resistencia de materiales Director del laboratorio de resistencia de materiales Supervisor encargado Supervisor encargado Supervisor encargado Supervisor encargado


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Laboratorio


DIAGRAMA DE FLUJO DESCRIPCION RESPONSABLE

7. Dar click en EOS utility para tomar la imagen (ver anexo) 8. Verificar la estructura por medio de Image-Pro Insight (ver anexo) 9. Cambiar la magnificacin del microscopio 10. Realizar conteo de grano por medio de imageJ (ver anexo) 11. Realizar clculo de numero G (ver anexo). 12. Realizar informes la imagen del conteo y clculos realizados

Supervisor encargado Grupo ejecutor Supervisor encargado Grupo ejecutor Grupo ejecutor Grupo ejecutor


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Laboratorio


REGISTRO

Informacin del microscopio

Nombre: Modelo:

Metalografa

Magnificacin: Magnificacin:

Caractersticas:

Caractersticas:


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Laboratorio


Tamao de grano

N1 N2 N3 N4 N5 N promedio desviacin standard

N promedio magnificacin

6.644*log( )]-3.288=

EVALUACIN


Comparar las metalografas obtenidas en la prctica con otras obtenidas de informacin tcnica consultada.

Explicar por medio de un diagrama comparativo los tamaos de grano establecidos en cada caso.


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Laboratorio


IDENTIFICACIN



UNIDAD TEMTICA ENSAYO DE IMPACTO

PRACTICA 7 Prueba de Impacto


Analizar las propiedades de un

material cuando se le somete a cargas de impacto aplicando los principios de la mecnica de materiales y siguiendo los lineamientos de la norma ASTM E 23.

Determina la tenacidad de un material por medio del ensayo de impacto.

Conoce la operacin de la mquina de ensayo de pndulo Charpy realizando ensayos de impacto bajo las normas tcnicas vigentes.

Diferencia el tipo de fractura a partir de la experimentacin.

ACTIVIDADES

4. REFERENCIAS

AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Metals Handbook. Vol 8. Novena edicin, Metal Park, Ohio 44073, 1985, Impact testing.

NORMA ASTM E 23 Standard Test Methods for notched bar impact testing of Metallic. 2007. 5. TEMAS DE INVESTIGACION

Fundamentos del ensayo de impacto por mtodo Charpy, su validez como mtodo experimental, sus alcances, ventajas y campos de aplicacin.

La resiliencia, la tenacidad como propiedades relevantes a determinar y su importancia como elemento de aplicacin a la ingeniera de diseo.

Unidades de medicin de la energa absorbida y de la tenacidad de un material.

Determinacin de la capacidad de absorcin de energa a travs de este ensayo.

6. PROCEDIMIENTO


Software JBW.

Mquina de impacto TIME GROUP Probetas estandarizadas de material metlico

Medidor Vernier. Juego de llaves.

Guantes.

Gafas de seguridad. Medidor de temperatura laser

Soplete de calentamiento


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Laboratorio



3.2.1 Establecer condiciones de seguridad y calidad. Todo el personal que realice un procedimiento de ensayo de impacto debe remitirse a las normas establecidas en el presente manual, con el fin de seguir las medidas necesarias para realizar el ensayo con la calidad adecuada. 3.2.2 Mediciones: Determinar las dimensiones de las probetas como son: longitud de prueba (L0), dimetro inicial (d0) o rea de la seccin transversal (A0), carga aplicada y velocidad del cabezal. NOTA 1: Anexar los datos en el formato respectivo.

3.2.3 Encendido del equipo. Energizar la mquina y encender el computador, dar clic en el icono que aparece en

el escritorio JBW . Posteriormente, seleccionar el icono New para iniciar una nueva prueba y calibrar a cero.

Figura 1. Ventana de inicio del programa JBW. 3.2.4 Montaje de la probeta a ensayar. Elegir el tipo de probeta a ensayar y acoplarla al equipo apoyada en sus extremos (utilizar pinzas) de tal manera que la entalla este centrada y dirigida hacia al frente tal como se ilustra en la figura 2. NOTA 2: Antes de colocar la probeta es necesario fijar la longitud de las bases en la que se aloja la probeta en 40 mm para que el impacto sea el apropiado.


46

Laboratorio


Figura 2. Montaje general de la probeta en la mquina de impacto.

3.2.5 Condiciones inciales de ensayo. Seleccionar en Potential energy el valor de energa a utilizar (150 o 300 J) segn sea el caso.

Figura 3. Ventana del programa JBW para condiciones iniciales. 3.2.6 Condicin inicial de la maquina: Colocar la aguja indicadora en el display del plato en posicin inicial tal como se indica en la figura 4.


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Laboratorio


Figura 4. Condicin inicial de la mquina de impacto. 3.2.7 Condicin inicial del martillo. Colocar el martillo en la condicin de mxima altura fijndolo en esa posicin con el gancho de seguridad, esto se puede hacer por medio automtico (en el icono Driving pendulum) o a travs del pulsador manual.

Figura 5. Posicin de impacto del martillo.

NOTA: el personal debe ubicarse fuera de la zona delineada.

3.2.8 Inicio de la prueba. Se retira el seguro oprimiendo en returning pin y se da la orden de impacto seleccionando la opcin impact.


48

Laboratorio


Figura 6. Controles del equipo de impacto 3.2.9 Finalizacin de la prueba. A travs de la opcin Pendulum Releasing el martillo retorna a la posicin de reposo. 3.2.10 Anlisis de datos. Se toma la probeta fracturada para su respectivo anlisis. Se registra el dato ledo en el tablero. 3.2.11 Recopilacin de datos. Se da clic en el icono save para guardar los datos obtenidos para registrarlos en el formato.


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Laboratorio


REGISTRO

INFORMACIN DEL EQUIPO Nombre Marca Energa de impacto

INFORMACIN DE LA PROBETA TIPO DE CONDICION DEL

MATERIAL Dimensiones.

Seccin transversal de 10 x 10 mm

A. Ensayado a Temperatura ambiente

B. Ensayado a temperatura inferior a la ambiente

C. Ensayado a temperatura superior a la ambiente

D. Ensayado con otra condicin diferente a las anteriores.

PROPIEDADES DEL MATERIAL CALCULADAS DE ACUERDO AL COMPORTAMIENTO

Tipo de condicin

del material

Charpy V-Notch.CVN

(J)

Tenacidad del Material KIC (MPa m1/2)

Error experimental (%)

Tabulado

Experimental

Analtico

0,50

14,6ICK CVN 2

0,64 0,01IC

ys ys

K CVN

A

B

C

D


APARIENCIA DE LA FRACTURA


50

Laboratorio


EVALUACIN



Seleccionar la apariencia de fractura obtenida de acuerdo a la norma justificando el porcentaje de fractura dctil observada.

BIBLIOGRAFA

BIBLIOGRAFA BSICA






www.matweb.com.






51

Laboratorio


IDENTIFICACIN



UNIDAD TEMTICA ENSAYO DE TORSION

PRACTICA N 8 Prueba de torsin


Analizar las propiedades de un material cuando se le somete a momentos torsores aplicando los principios de la mecnica de materiales y siguiendo de la norma ASTM E 143.

Conoce la operacin de la mquina de torsin realizando ensayos bajo las normas tcnicas vigentes.

Comprueba la curva esfuerzo-deformacin angular en un material.

Determina el esfuerzo de corte y los efectos deformantes en un material a travs del ensayo de torsin.

Analiza las propiedades mecnicas de un material sujeto a torsin a travs de datos obtenidos experimentalmente y publicados en diferentes fuentes.

ACTIVIDADES

2. REFERENCIAS

AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Metals Handbook. Vol 8. Novena edicin, Metal Park, Ohio 44073, 1985, Torsion testting.

NORMA ASTM E 143 Standar Test Method for shear modulus at room temperature. 2008. 3. TEMAS DE INVESTIGACION

La formula de la torsin.

Angulo de torsin.

Deformaciones torsionales

Curva momento torsor vs ngulo de torsin.

Relacin entre modulo de corte y modulo de elasticidad

3 PROCEDIMIENTO


Software Nztest

Mquina Ensayos de Torsin TIME GROUP

Probetas estandarizadas de material metlico Medidor Vernier

Juego de llaves Flexmetro


52

Laboratorio



3.2.1 Establecer condiciones de seguridad y calidad. Todo el personal que realice un procedimiento de torsin debe remitirse a las normas establecidas en el presente manual, con el fin de seguir las medidas necesarias para realizar el ensayo con la calidad adecuada. 3.2.2 Mediciones: Determinar las dimensiones de las probetas como son: longitud de prueba (L0), dimetro inicial (d0) o rea de la seccin transversal (A0), momento aplicado y velocidad de giro del cabezal. NOTA 1: Anexar los datos en el formato respectivo.

3.2.3 Encendido del equipo. Energizar la mquina y encender el computador, dar clic en el icono que aparece en el escritorio Nztest.

Figura 1. Ventana de inicio del programa Nztest. 3.2.4 Montaje de la probeta a ensayar. Elegir el tipo de probeta a ensayar y montarla en la mquina de ensayo de torsin.

Figura 2. Montaje general de la probeta en la mquina de ensayo de torsin


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Laboratorio


3.2.5 Condiciones inciales de ensayo. Seleccionar la opcin Scheme, y dar clic en (circular, other o tube); segn el tipo de probeta. 3.2.6 Seleccionar el ngulo en la opcin Angle Mode, y luego dar clic en cape. 3.2.7 Seleccionar la velocidad de ensayo en la opcin Test speed.

Figura 3. Ventana del programa Nztest para introducir informacin del material y de la probeta. 3.2.8 Configuracin de parmetros. Dar clic en configuracin de parmetros de la probeta dependiendo de las caractersticas del material, luego dar clic en ok.

Figura 4. Ventana para la configuracin de parmetros.

Nota: Anexar los datos en el formato respectivo. 3.2.9 Calibracin a cero. Llevar todos los parmetros a cero.

Figura 5. Ventana para la configuracin de parmetros.


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Laboratorio


3.2.10 Eleccin de parmetros. Seleccionar el sentido de rotacin (horario-anti horario), dando clic en la opcin just to o Anti to.

Figura 6. Ventana de configuracin de parmetros para designar el sentido de rotacin.. 3.2.11 Inicio de la prueba. Se pulsa el icono Start

Figura 7. Diagrama del icono para iniciar la prueba. 3.2.12 Monitoreo del ensayo. Se monitorea el avance del ensayo a travs de la visualizacin de la curva Momento torsor vs ngulo de rotacin, y tambin a travs de la observacin directa de la probeta hasta su fractura.

Figura 8. Cura torque-rotacin obtenida en un ensayo con el programa Nztest.


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Laboratorio


3.2.13 Finalizacin de la prueba. Al fracturarse la muestra (el programa le dar la seal) la maquina debe detenerse por accionamiento manual dando clic en el botn Stop de la ventana.

Figura 9. Indicaciones de finalizacin de la prueba. 3.2.14 Anlisis de datos. Dar clic en proce. Seleccionar los resultados necesarios y almacenarlos.

Figura 10. Ventana del programa Nztest para anlisis de datos.

3.2.15 Anlisis de resultados. Hacer un anlisis de los resultados dando clic en Auto Analy, instantneamente el programa arrojara los datos, Seleccionar los resultados necesarios y almacenarlos.

Figura 11. Ventana del programa Nztest para anlisis de resultados.

NOTA 3: Anexar los datos en el formato respectivo.

3.2.16 Almacenar los datos. Al obtener los resultados se da clic en el icono save Guardar el diagrama de momento torsor versus ngulo de torsin y el diagrama esfuerzo cortante versus deformacin angular


56

Laboratorio


REGISTRO

INFORMACIN DEL EQUIPO Nombre Marca Torque aplicado (N*m)


TIPO DE MATERIAL Dimensiones.

Dimetro inicial (mm)

Seccin transversal (mm

2)

Longitud de prueba (mm)

Dimetro final (mm)

Composicin qumica


Material

Torques [N*m] Esfuerzo de corte (MPa) Modulo de

corte G (MPa)

Limite mximo

Tb

Limite de proporcionalidad

Tsu

Limite de Ruptura

Tsl

De fluencia

su

mximo

b

De proporcionalidad

p


Diagrama

Fotografa

Dctil Frgil Mixta Dctil Frgil Mixta


57

Laboratorio


EVALUACIN



Seleccionar la apariencia de fractura obtenida justificando el porcentaje de fractura dctil observada.

BIBLIOGRAFA

BIBLIOGRAFA BSICA






www.matweb.com.






58

Laboratorio


IDENTIFICACIN



UNIDAD TEMTICA ENSAYO DE TORSION

PRACTICA N 9 Determinacin del mdulo de rigidez.


Analizar las propiedades de un material cuando se le somete a momentos torsores aplicando los principios de la mecnica de materiales y siguiendo de la norma ASTM E 143.

Conoce la operacin de la mquina de torsin realizando ensayos bajo las normas tcnicas vigentes.

Comprueba la curva esfuerzo-deformacin angular en un material.

Determina el esfuerzo de corte y los efectos deformantes en un material a travs del ensayo de torsin.

Analiza las propiedades mecnicas de un material sujeto a torsin a travs de datos obtenidos experimentalmente y publicados en diferentes fuentes.

ACTIVIDADES

1. REFERENCIAS

AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Metals Handbook. Vol 8. Novena edicin, Metal Park, Ohio 44073, 1985, Torsin testting.

NORMA ASTM E 143 Standar Test Method for shear modulus at room temperature. 2008.


Ley de Hooke para corte.

Deformacin angular.

3. PROCEDIMIENTO


Software Nztest

Mquina Ensayos de Torsin Probetas estandarizadas de aleaciones ferrosas y no ferrosas. Torsmetro

Medidor Vernier Juego de llaves

Flexmetro


3.2.1 Establecer condiciones de seguridad y calidad. Todo el personal que realice un procedimiento de torsin debe remitirse a las normas establecidas en el presente manual, con el fin de seguir las medidas necesarias para realizar el ensayo con la calidad adecuada.


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Laboratorio


3.2.2 Mediciones: Determinar las dimensiones de las probetas como son: longitud de prueba (L0), dimetro inicial (d0) o rea de la seccin transversal (A0), momento aplicado y velocidad del dado. NOTA 1: Anexar los datos en el formato respectivo.

3.2.3 Encendido del equipo. Energizar la mquina y encender el computador, dar clic en el icono que aparece en el escritorio Nztest. 3.2.4 Montaje de la probeta a ensayar. Elegir el tipo de probeta a ensayar, acoplarle el Extensmetro y montarla en la mquina de ensayo de torsin.

Figura 1. Montaje general de la probeta con Extensmetro en la mquina de ensayo de torsin

3.2.5 Condiciones inciales de ensayo. Seleccionar la opcin Scheme, y dar clic en (circular, other o tube); segn el tipo de probeta. 3.2.6 Seleccionar el ngulo en la opcin Angle Mode, y luego dar clic en Tw.Mac. 3.2.7 Seleccionar la velocidad de ensayo en la opcin Test speed. 3.2.8 Configuracin de parmetros. Dar clic en configuracin de parmetros de la probeta dependiendo de las caractersticas del material, luego dar clic en ok. 3.2.9 Calibracin a cero. Llevar todos los parmetros a cero. 3.2.10 Eleccin de parmetros. Seleccionar el sentido de rotacin (horario-anti horario), dando clic en la opcin just to o Anti to. 3.2.11 Inicio de la prueba. Se pulsa el icono Start 3.2.12 Monitoreo del ensayo. Se monitorea el avance del ensayo a travs de la visualizacin de la curva torque-rotacin, y tambin a travs de la observacin directa de la probeta sin que la probeta fracture (en el rango elstico del material).

3.2.13 Finalizacin de la prueba. El Extensmetro le indicara la finalizacin de la prueba para detenerla por accionamiento manual dando clic en el botn Stop de la ventana. 3.2.14 Anlisis de datos. Dar clic en proce. Seleccionar los resultados necesarios y almacenarlos. 3.2.15 Anlisis de resultados. Hacer un anlisis de los resultados dando clic en Auto Analy, instantneamente el programa arrojara los datos, Seleccionar los resultados necesarios y almacenarlos. 3.2.16 Almacenar los datos. Al obtener los resultados se da clic en el icono save.


60

Laboratorio


REGISTRO

INFORMACIN DEL TORSOMETRO Nombre Marca Caractersticas


Material

Modulo de corte G (MPa)

Error experimental

(%)

Analtico

2(1 )

EG

Experimental

Tabulado

A

B

C


TIPO DE MATERIAL Dimensiones.

A. (E= Mpa)

(= )

Dimetro inicial (mm)

Seccin transversal (mm2)

Longitud de prueba (mm)

B. (E= Mpa)

(= )

C. (E= Mpa)

(= )

EVALUACIN


Analizar comparativamente el modulo de corte para cada material.

Explicar el diagrama obtenido con el desarrollo de la prctica.

Identificar la importancia del uso del torsometro en la prueba.


61

Laboratorio


IDENTIFICACIN



UNIDAD TEMTICA ENSAYO DE FLEXION

PRACTICA 10 Prueba de flexin en tres puntos


Analizar las propiedades de un material cuando se le somete a cargas transversales aplicando los principios de la mecnica de materiales y siguiendo los lineamientos de las normas ASTM E 190 y E 290.

Conoce la operacin de la mquina universal realizando ensayos de flexin bajo las normas tcnicas vigentes.

Determina los esfuerzos producidos en un material a travs del ensayo de flexin en tres puntos.

Calcula las deflexiones presentes en elementos sometidos a cargas de flexin.

Analiza las propiedades mecnicas de un material sujeto a flexin a travs de datos obtenidos experimentalmente y publicados en diferentes fuentes.

ACTIVIDADES

1. REFERENCIAS

AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Metals Handbook. Vol 8. Novena edicin, Metal Park, Ohio 44073, 1985, Bending testing.

NORMA ASTM E 190. Standard Test Method for Guided Bend Test for Ductility of Welds. 2008.

NORMA ASTM E 290. Standard Test Methods for Bend Testing of Material for Ductility. 2009. 2. TEMAS DE INVESTIGACION

Defina: Momento flector, deflexin, diagrama de fuerza aplicada versus deflexin y esfuerzo por flexin

Identifique tres campos de aplicacin del ensayo de flexin.

3. PROCEDIMIENTO


Software winwdw

Mquina Universal de Ensayos TIME GROUP Probetas estandarizadas de material metlico

Medidor Vernier

Mesa de flexin Juego de llaves

Flexmetro


62

Laboratorio



3.2.1 Establecer condiciones de seguridad y calidad. Todo el personal que realice un procedimiento de ensayo de traccin debe remitirse a las normas establecidas en el presente manual, con el fin de seguir las medidas necesarias para realizar el ensayo con la calidad adecuada. 3.2.2 Mediciones: Determinar las dimensiones de las probetas como son: longitud de prueba (L0), rea de la seccin transversal (A0), carga aplicada y velocidad del cabezal. NOTA 1: Anexar los datos en el formato respectivo.

3.2.3 Encendido del equipo. Energizar la mquina y encender el computador, dar click en el icono que aparece en el escritorio winwdw. El programa se activa al dar click en la pestaa Testing. 3.2.4 Acoplar la mesa de flexin en la maquina universal de ensayos como se muestra en la fig. 2 con la que se va a realizar el ensayo. 3.2.5 Montaje de la probeta a ensayar. Elegir el tipo de probeta a ensayar y montarla en la mesa de flexin.

Figura 1. Montaje general de la probeta a ensayar y la mesa de flexin en la mquina universal

3.2.6 Condiciones inciales de ensayo. Introducir en el programa los datos del material y dimensiones de la probeta dando clic en el icono Newly built spcimen.

3.2.7 Configuracin de parmetros. Establecer las condiciones generales del ensayo a partir del material que se va a utilizar. Dar clic en parameter setting(s), luego en Data processing parameter setting Window y por ultimo elegir la opcin bending. 3.2.8 Calibracin a cero. Aplicar una carga inicial con una velocidad muy lenta, hasta que la ventana de carga este en cero. Llevar los recuadros a cero (load, peak, deform y testing time).

3.2.9 Eleccin de parmetros. Seleccionar la opcin compression y velocidad de deformacin de 0.05 mm/min para metal.


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3.2.10 Inicio de la prueba. Se pulsa el icono Start.

3.2.11 Construccin de la grafica. Se monitorea el avance del ensayo a travs de la visualizacin de la curva fuerza vs deflexin.

Figura 2. Curva esfuerzo deformacin obtenida en un ensayo con el programa winwdw.

3.2.12 Finalizacin de la prueba. Al flexionarse la muestra (el programa le dar la seal) la maquina debe detenerse por accionamiento manual dando clic en el botn Stop de la ventana. 3.2.13 Retirar la probeta de ensayo. Medir la longitud final y el dimetro (zona de compresin). 3.2.14 Anlisis de datos. Dar clic en data process. Seleccionar los resultados necesarios y almacenarlos. 3.2.15 Anlisis de resultados. Hacer un anlisis de la curva de esfuerzo vs deformacin extrayendo y definiendo las propiedades del material ensayado. Tomar los valores de las probetas inicialmente ledos y compararlos con los valores de medida final. NOTA 3: Anexar los datos en el formato respectivo.


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REGISTRO


MATERIAL

Longitud Inicial (mm)

Seccin transversal (mm2)

Momento de Inercia (mm4)

Modulo de resistencia a la flexin (mm3)

NOTA: Anexe el diagrama ( carga Vs deflexin)


Experimental Tabulado % Error experimental

Modulo de Elasticidad

Esfuerzo de fluencia

Esfuerzo mximo

DIAGRAMA DE CORTANTES Y MOMENTO FLECTOR DIBUJO A MANO ALZADA DE LA PROBETA POSTERIOR A LA PRUEBA


Velocidad del cabezal (mm/min)

Carga Aplicada

EVALUACIN


Determinacin de puntos caractersticos del ensayo de flexin.

Determinacin del esfuerzo de proporcionalidad.

Determinacin del mdulo de elasticidad a flexin del material.


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Modulo de Elasticidad 3

max

PLE =

48I

Esfuerzo de proporcionalidad

2

6M=

bh

Deflexin mxima en el rango elstico

max

Analtico

Experimental

% Error experimental

ECUACION DE LA CURVA ELASTICA DISTRIBUCION DE ESFUERZOS

2

2

d yEI = M(x)

dx

EVALUACIN


Determinacin de distribucin de esfuerzos en la viga.

Determinacin de la curva elstica de la viga.

Determinacin del mdulo de elasticidad y del esfuerzo de fluencia del material.

Desarrollar la curva esfuerzo vs deflexin.

BIBLIOGRAFA

BIBLIOGRAFA BSICA






www.matweb.com. BIBLIOGRAFA SUGERIDA





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IDENTIFICACIN



UNIDAD TEMTICA ENSAYO DE FRACTOGRAFA

PRACTICA 11 Prueba de Anlisis Fractogrfico


Realizar por medio de anlisis digital fractogrfico la identificacin de la superficie de fractura de materiales metlicos provenientes de ensayos mecnicos.

Identifica la superficie de fractura de muestras metlicas por medio de observacin microscpica.

Define las caractersticas de ductilidad y fragilidad en cada zona fracturada.

ACTIVIDADES

1. REFERENCIAS

Manual de Operacin Equipo Fractogrfico. LRM-M.MEF.01

ASM Handbook, Formerly Ninth Edition, Metals Handbook, Volume 12, Fractography, ASM International, The Metals Information Society, 2004.


Fractografa

Fractura

Tipos de fractura

Anlisis de falla 3. PROCEDIMIENTO


Software Matlab Equipo fractografco

Probetas estandarizadas metlicas

Cable de conexin Probetas estandarizadas previamente fracturadas


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REGISTRO

Informacin del Equipo Informacin del Material

Nombre: Tipo:

Fractografa

Vista lateral

Vista transversal

Magnificacin: Magnificacin:

Caractersticas:

Caractersticas:

EVALUACIN


Comparar las Fractografas obtenidas en la prctica con otras obtenidas de informacin tcnica consultada.

Identificar por medio de un diagrama las zonas dctiles y frgiles de la superficie de fractura transversal.


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Laboratorio


2015

Ing. MSc. Aldrin Belisario Velosa Pacheco

Manual de Practicas 1.63

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