UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCOFACULTAD DE INGENIERA CIVILRESISTENCIA DE MATERIALESINFORME DE LABORATORIO: PRUEBAS DE TRACCIN Y COMPRESINDOCENTE: Ing. Fecha de realizacin del laboratorio: 04/09/2015 07/09/2015 Fecha de entrega del informe: 16/09/2015

INTEGRANTES:1. CALLO CCANA DIEGO ALEXIS (140944)2. SOTO TORRES HECTOR ANTONIO (140951) 3. ROMOACCA CASA ARACELY ASTRIT (140962)4. VALER MEDINA MATT AIRTON (140953) 2015-I

Introduccin y ObjetivosHacer ver el comportamiento mecnico de diversos materiales frente a cargas de compresin y de traccin. Se ha elegido dos tipos de materiales (acero y madera) que cubren un mbito extendido de propiedades, para resaltar diferencias, tanto en la magnitud de las deformaciones hasta la rotura, como en el modo en que se produce la rotura y las caractersticas de la zona de rotura.

EnsayosEn cada ensayo se aplicar carga en forma lenta y se irn distinguiendo las etapas que se van produciendo en el material a medida que la carga aumenta. La carga se har crecer en cada caso hasta llegar a la rotura de la probeta, o hasta que las deformaciones sean suficientemente grandes, si es que no se puede llegar hasta la rotura.

MARCO TERICOPara el entendimiento completo del contenido del presente informe es necesario que se tenga presente los conceptos que se describen a continuacin.1. ESFUERZO SIMPLELa fuerza por unidad de rea que soporta un material se suele denominar esfuerzo y se expresa matemticamente:

Donde,

P : Carga aplicadaA : rea de la seccin transversal

Obsrvese que el esfuerzo mximo de tensin o compresin tiene lugar en una seccin perpendicular a la carga.La situacin en la que el esfuerzo es constante o uniforme se llama esfuerzo simple. Adems una distribucin uniforme de esfuerzos slo puede existir si la resultante de las fuerzas aplicadas pasa por el centroide de la seccin considerada.

El esfuerzo normal (esfuerzo axil o axial) es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones perpendiculares (normales) a la seccin transversal de un prisma mecnico. Este tipo de solicitacin formado por tensiones paralelas est directamente asociado a la tensin normal.

El esfuerzo cortante (esfuerzo tangencial o de cizallamiento) .- Cuando las cargas aplicadas son paralelas a la seccin transversal del elemento, el anlisis de cargas y deformaciones resultan en una ecuacin para el clculo de esfuerzos cortantes debidos a cargas axiales de corte:

Donde,

V : Carga aplicadaA : rea de la seccin transversal

2. DEFORMACINEs el valor de la deformacin (unitaria) es el cociente del alargamiento (deformacin total) y la longitud L en la que se ha producido. Por tanto,

Pudiendo aplica esta frmula en ciertas condiciones: El elemento sometido a tensin debe tener una seccin transversal o recta constante. El material debe ser homogneo La fuerza o carga debe ser axial, es decir, producir un esfuerzo uniforme

3. DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACIN

FIG. 1

La curva usual Esfuerzo - Deformacin (llamada tambin convencional, tecnolgica, de ingeniera o nominal), expresa tanto el esfuerzo como la deformacin en trminos de las dimensiones originales de la probeta, un procedimiento muy til cuando se est interesado en determinar los datos de resistencia y ductilidad para propsito de diseo en ingeniera.Para conocer las propiedades de los materiales, se efectan ensayos para medir su comportamiento en distintas situaciones. Estos ensayos se clasifican en destructivos y no destructivos. Dentro de los ensayos destructivos, el ms importante es el ensayo de traccin.La curva Esfuerzo real - Deformacin real (denominada frecuentemente, curva de fluencia, ya que proporciona el esfuerzo necesario para que el metal fluya plsticamente hacia cualquier deformacin dada), muestra realmente lo que sucede en el material. Por ejemplo en el caso de un material dctil sometido a tensin este se hace inestable y sufre estriccin localizada durante la ltima fase del ensayo y la carga requerida para la deformacin disminuye debido a la disminucin del rea transversal, adems la tensin media basada en la seccin inicial disminuye tambin producindose como consecuencia un descenso de la curva Esfuerzo - Deformacin despus del punto de carga mxima. Pero lo que sucede en realidad es que el material contina endurecindose por deformacin hasta producirse la fractura, de modo que la tensin requerida debera aumentar para producir mayor deformacin. A este efecto se opone la disminucin gradual del rea de la seccin transversal de la probeta mientras se produce el alargamiento. La estriccin comienza al alcanzarse la carga mxima.

FIG. 2: Diagrama esfuerzo-deformacin obtenido a partir del ensayo normal a la tensin de una manera dctil. El punto P indica el lmite de proporcionalidad; E, el lmite elstico; Y, la resistencia de fluencia; U; la resistencia ltima/mxima, y F, el esfuerzo de fractura/ruptura.

3.1. ESFUERZOS CARACTERSTICOS3.1.1. Lmite ProporcionalEs el punto donde la relacin entre y deja de ser lineal.En la FIG. 2 se observa que desde el punto de origen O hasta el punto P, el diagrama de Esfuerzo- Deformacin es un segmento rectilneo.De la FIG. 1, la zona elstica (zona bajo la recta OP en la FIG. 2) es la parte donde al retirar la carga el material regresa a su forma y tamao inicial, en casi toda la zona se presenta una relacin lineal entre la tensin y la deformacin y tiene aplicacin la ley de Hooke. La pendiente en este tramo es el mdulo de Young del material. El valor de la tensin en donde termina la zona elstica, se llama lmite elstico, y a menudo coincide con el lmite proporcional en el caso del acero. Mdulo de Elasticidad longitudinal/ Young Se denomina mdulo de elasticidad a la razn entre el incremento de esfuerzo y el cambio correspondiente a la deformacin unitaria. Si el esfuerzo es una tensin o una compresin, el mdulo se denomina mdulo de Young y tiene el mismo valor para una tensin que para una compresin, siendo una constante independiente del esfuerzo siempre que no exceda de un valor mximo denominado lmite elstico. Tanto el mdulo de Young como el lmite elstico, son naturalmente distintos para las diversas sustancias.

Donde, E : Mdulo de elasticidad3.1.2. Lmite elsticoEs el valor de la tensin que separa dos zonas de comportamiento diferente. Si el cuerpo se encuentra sometido a una tensin menor del lmite elstico, cuando se retire la carga el cuerpo recuperar su deformacin. Si el cuerpo se encuentra sometido a una tensin mayor del lmite elstico, cuando se retire la carga el cuerpo no recuperar toda la deformacin incluida la carga 3.1.3. Lmite de cedencia/fluencia El lmite de fluencia es el punto donde comienza el fenmeno conocido como fluencia, que consiste en un alargamiento muy rpido sin que vare la tensin aplicada en un ensayo de traccin. Hasta el punto de fluencia el material se comporta elsticamente, siguiendo la ley de Hooke, y por tanto se puede definir el mdulo de Young. No todos los materiales elsticos tienen un lmite de fluencia claro, aunque en general est bien definido en la mayor parte de metales.

Tambin denominado lmite elstico aparente, indica la tensin que soporta una probeta del ensayo de traccin en el momento de producirse el fenmeno de la cedencia o fluencia. Este fenmeno tiene lugar en la zona de transicin entre las deformaciones elsticas y plsticas y se caracteriza por un rpido incremento de la deformacin sin aumento apreciable de la carga aplicada

3.1.4. Esfuerzo ltimoEs el punto ms alto en la grfica Esfuerzo vs Deformacin pues es aqu donde se aplica la carga con mayor intensidad.

3.1.5. Esfuerzo de Rotura/FracturaLa tensin de fractura es llamada tambin tensin ltima por ser la ltima tensin que soport el material.

PROCEDIMIENTOPara realizar los ensayos tanto de compresin y traccin se us la Mquina Universal de ensayos de compresin y traccin, con control en computadora; la cual se encuentra en las instalaciones de nuestros laboratorios.

FIG. 1 Mquina Universal de ensayos de Compresin y TraccinA. PARA LA COMPRESINEl procedimiento que se sigui para efectuar la prueba de compresin con la mquina antes mencionada es el siguiente:1. Preparar la probeta sea esta tanto madera, fierro o tubo respectivamente. Anotar sus dimensiones tanto de longitud como seccin.2. Encajarla en el lugar indicado en la mquina, de manera que reciba la carga de manera perpendicular a su seccin.3. Programar la mquina, rellenando los campos requeridos por el programa de la computadora el cual nos mostrar tanto la deformacin y la carga que se aplica en cada instante as como la grfica correspondiente a estos datos.4. Una vez el material haya fallado podemos indicar que la prueba ha concluido. Lo que tambin se verifica observando la grfica mostrada en el ordenador, siendo que la prueba est concluida si es que la curva desciende rpidamente.

B. PARA LA TRACCINSe sigue el procedimiento a continuacin descrito:1. Tomamos nota de las dimensiones de la seccin transversal2. Encajamos la probeta en el lugar correspondiente en la mquina, de modo que esta quede ajustada tanto superior como inferiormente de manera fija.3. Tomamos nota de la luz que recibir el esfuerzo4. Adicionalmente para verificar el valor referencial de la deformacin antes de comenzar la prueba marcamos en alguno de los extremos.5. Luego de rellenar los campos requeridos en el ordenador damos inicio a la prueba, programando antes la velocidad promedio que se usar para la aplicacin de la carga.6. Observamos atentamente cundo es que se pasa por los puntos de referencia estudiados anteriormente 7. La mquina tracciona hasta un punto en el cual el fierro falla, producindose el esfuerzo de rotura.

TOMA DE DATOSLos datos que usaremos para obtener la grfica DEFORMACIN vs DEFORMACIN LINEAL son los proporcionados por la mquina.ENSAYO: TRACCIN FIERRO CORRUGADO 5/8 N60L=22.3cmTRACCION (258)

P (Kg) (mm)

10.0653

10.0653

10.0653

10.0653

10.0653

10.0653

10.0653

10.0653

10.0653

10.0653

10.1306

10.1306

10.1306

20.1306

1223162.4921

1222462.4921

1221662.4921

1220962.4921

1220162.4921

1219362.4921

1218662.4921

1217762.5574

1216962.5574

1216062.5574

1215162.5574

1214062.5574

1212962.5574

1211762.5574

1210462.5574

1209062.5574

1207562.5574

1205962.5574

1204162.5574

1202362.6227

1200262.6227

1197762.6227

1194662.6227

1190562.6227

1129462.5574

605962.8186

322562.8186

171062.7533

NSAYO: TRACCIN FIERRO CORRUGADO 5/8 N60L=22.3cm TRACCION (266)

P (Kg) (mm)

00

00

00

10

10

30

40

40

40

50

60

80

110

120.0653

130.0653

140.0653

150.0653

160.0653

170.0653

170.0653

180.0653

190.0653

200.1306

200.1306

210.1306

220.1306

220.1306

230.1306

ENSAYO: COMPRESIN MADERA CORRIENTEL=31.5cmA = 4.9x4.9 cm2

COMPRESION (267)

P (Kg) (mm)

00

00

00

00

00

00

10

80

230

490.0653

800.0653

1120.0653

1420.0653

1700.1306

1970.1306

2230.1306

2480.1306

2710.1959

6830.3918

7080.3918

7310.3918

7550.3918

7790.3918

ENSAYO: TUBO LISOL=25cmA = 2.5x2.5 cm2

COMPRESION (268)

P (N) (mm)

00

00

00

10

50

160

300

450.0653

570.0653

680.0653

780.0653

890.1306

990.1306

1100.1306

1220.1306

1330.1306

1450.1306

1570.1959

1690.1959

1810.1959

1930.1959

2060.1959

2180.1959

2310.2612

2430.2612

2560.2612

2680.2612

2810.2612

2930.2612

3050.3265

3170.3265

ENSAYO: TUBO LISOL=25.1 cmA = 2.5x1.5 cm2

COMPRESION (269)

P (N) (mm)

00

00

00

00

00

10

20

30

40.0653

60.0653

70.0653

90.0653

100.0653

120.1306

140.1306

160.1306

180.1306

200.1306

220.1959

240.1959

260.1959

280.1959

300.1959

320.1959

340.2612

360.2612

390.2612

410.2612

440.2612

470.2612

500.3265

530.3265

RESULTADOSComo resultado obtenemos primeramente los esfuerzos normales, las deformaciones lineales y por ltimo las grficas de cada ensayo correspondientes a la ESFUERZO vs DEFORMACION LINEALENSAYO: TRACCIN FIERRO CORRUGADO 5/8 N60 (Kg/cm2)

00

00

00

00

00

00

00

0.507614210

0.507614210

0.507614210

0.507614210

0.507614210.00029283

0.507614210.00029283

0.507614210.00029283

0.507614210.00029283

0.507614210.00029283

0.507614210.00029283

0.507614210.00029283

0.507614210.00029283

0.507614210.00029283

0.507614210.00029283

0.507614210.00058565

0.507614210.00058565

0.507614210.00058565

1.015228430.00058565

1.015228430.00058565

1.015228430.00058565

1.015228430.00058565

1.015228430.00058565

1.015228430.00058565

1.015228430.00058565

1.015228430.00058565

1.015228430.00058565

1.015228430.00087848

1.015228430.00087848

1.015228430.00087848

1.522842640.00087848

1.522842640.00087848

ENSAYO: TRACCIN FIERRO CORRUGADO 5/8 N60 (N/cm2)

00

00

00

0.507614210

0.507614210

1.522842640

2.030456850

2.030456850

2.030456850

2.538071070

3.045685280

4.060913710

5.583756350

6.091370560.00029283

6.598984770.00029283

7.106598980.00029283

7.61421320.00029283

8.121827410.00029283

8.629441620.00029283

8.629441620.00029283

9.137055840.00029283

9.644670050.00029283

10.15228430.00058565

10.15228430.00058565

10.65989850.00058565

11.16751270.00058565

11.16751270.00058565

11.67512690.00058565

11.67512690.00058565

12.18274110.00058565

12.18274110.00058565

12.69035530.00058565

ENSAYO: COMPRESIN MADERA CORRIENTE (Kg/cm2)

00

00

00

00

00

00

0.041649310

0.33319450

0.957934190

2.040816330.0002073

3.331945020.0002073

4.664723030.0002073

5.914202420.0002073

7.080383170.0004146

8.204914620.0004146

9.287796750.0004146

10.32902960.0004146

11.28696380.0006219

12.2448980.0006219

13.16118280.0006219

14.03581840.0006219

14.86880470.0006219

15.66014160.0006219

16.45147860.00082921

17.24281550.00082921

18.03415240.00082921

18.86713870.00082921

19.74177430.00082921

20.61640980.00082921

21.5743440.00103651

22.53227820.00103651

23.49021240.00103651

24.48979590.00103651

25.48937940.00103651

26.44731360.00103651

27.44689710.00124381

28.44648060.00124381

29.48771350.00124381

ENSAYO: TUBO LISO (N/m2)

00

00

00

0.160

0.80

2.560

4.80

7.20.0002612

9.120.0002612

10.880.0002612

12.480.0002612

14.240.0005224

15.840.0005224

17.60.0005224

19.520.0005224

21.280.0005224

23.20.0005224

25.120.0007836

27.040.0007836

28.960.0007836

30.880.0007836

32.960.0007836

34.880.0007836

36.960.0010448

38.880.0010448

40.960.0010448

42.880.0010448

44.960.0010448

46.880.0010448

48.80.001306

50.720.001306

52.640.001306

54.560.001306

ENSAYO: TUBO LISO (N/m2)

00

00

00

00

00

0.266666670

0.533333330

0.80

1.066666670.00260159

1.60.00260159

1.866666670.00260159

2.40.00260159

2.666666670.00260159

3.20.00520319

3.733333330.00520319

4.266666670.00520319

4.80.00520319

5.333333330.00520319

5.866666670.00780478

6.40.00780478

6.933333330.00780478

7.466666670.00780478

80.00780478

8.533333330.00780478

9.066666670.01040637

9.60.01040637

10.40.01040637

CLCULOS

Frmulas que se han usado para determinar cada esfuerzo.

ExpresinExplicacinUnidad

tensin unitaria

[N/mm2]

Alargamiento unitarioadimensional

LAlargamiento medido[mm]

L0Longitud inicial[mm]

PCarga aplicada[N]

ASeccin transversal de la barra[mm2]

EMdulo de elasticidad[N/mm2]

Valores NominalesValores Reales

CONCLUCIONESEn este ensayo podemos apreciar varias propiedades mecnicas de los materiales frente a la compresin as como la deformacin que sufri nuestra muestra de madera La prctica fue realizada satisfactoriamente gracias a la maquina universal de gran precisin que tenemos en la facultad, la practica fue realiza por el docente del curso desde la toma de medidas hasta como acomodar la muestra de madera en la maquina universal la compresin realizada por la maquina universal Lo aprendido en la prctica nos servir a futuro ya que es experiencia que seguimos acumulando que nos servir de seguro en algn momento de nuestra carrera mostrndonos el comportamiento de materiales usados en las construcciones como acero y madera.Mediante el ensayo de compresin y traccin hemos conseguido: 1. Caracterizar y diferenciar las propiedades mecnicas de algunos materiales distintos frente a cargas de traccin concluyendo en: a. Determinacin de los valores de estriccin y alargamiento de prcticamente igual magnitud por ambos mtodos (distintas probetas) utilizando el mismo material. b. Determinacin de los valores caractersticos de las curvas en cada uno de los ensayos como la tensin de ruptura y la tensin de lmite elstico a partir de la cual el material mostrar un comportamiento plstico. Se observa, en ambos casos que para la probeta cilndrica (con ms cantidad de material) lgicamente la magnitud de la tensin de ruptura es mayor. c. Determinar como valor caracterstico del comportamiento de estos metales (medidos sobre la zona predictible o de comportamiento lineal) el mdulo elstico o mdulo de Young. 2. Familiarizarnos con estas tcnicas de ensayo, sus fundamentos y objetivos. 3. Familiarizarnos un poco ms con el empleo de herramientas en el laboratorio y las nuevas tcnicas y tecnologas aplicadas a estos ensayos. 4. Observar el efecto del tratamiento trmico (temple) sobre las propiedades mecnicas de los metales; incremento de la dureza y resistencia as como perdida de ductilidad (material mas frgil y rgido.

REGISTRO GRFICOGRFICAS ESFUERZO vs DEFORMACION UNITARIA

BIBLIOGRAFA

Pytel, A. & Singer, F.L. (1994). Resistencia de Materiales (4ta Ed.). Mxico: Alfaomega Grupo Editor S.A.Garca Cabrera, J. (2005) Elasticidad y Resistencia de Materiales. Cuestiones y Problemas. (1era Ed.). Espaa: Ganma Thompson, L. (2006). Wikipedia. https://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_normalTapia Gonzales P. E. Universidad Annima de Nueva Len. http://gama.fime.uanl.mxPino A. Monografas.com. http://www.monografias.com/Martnez, P. & Azuaga, M. Fsica Recreativa. http://www.fisicarecreativa.com