Práctica 1: Análisis general de esfuerzos utilizando rosetas de

Laboratorio de Mecánica de Materiales I
Departamento de Ingeniería Mecánica
EXAMEN RAPIDO
10%
PRESENTACION
5%
PARTICIPACION
5%
ANOTACIONES
10%
CALCULOS
10%
NOMBRE
RESULTADOS
25%
MATRICULA
DISCUSION DE RESULTADOS
10%
GRUPO DE LAB
PREGUNTAS
15%
PROFESOR
CONCLUSIONES
INSTRUCTOR
TOTAL
Práctica
2
Análisis experimental de
esfuerzos en elementos sujetos
a carga axial
10%
100%
OBJETIVO
El alumno determinará experimentalmente los esfuerzos inducidos en especímenes
cargados axialmente, asimismo comparará estos esfuerzos con los obtenidos en forma
analítica. Posteriormente el alumno determinará la confiabilidad de la técnica
experimental empleada.
FUNDAMENTOS
El estado de esfuerzo más sencillo de determinar experimentalmente es el uniaxial. En este caso
únicamente uno de los esfuerzos principales es diferente de cero. Así por ejemplo, en las figuras 1a, 1b y
1c, se puede observar la presencia de tales estados de esfuerzo basándose únicamente en las
condiciones de carga y geometría de los cuerpos.
En los ejemplos mostrados en la figura 1, el estado de esfuerzo uniaxial solamente se presenta en el
punto señalado, así como en puntos similares donde sus condiciones geométricas o de carga permiten la
existencia de un estado de esfuerzo uniaxial, sin embargo no en todos los puntos de las piezas existe
este mismo estado de esfuerzo.
Figura 1.- Estados de esfuerzos uniaxiales presentados en diferentes cuerpos.
Una vez que el estado de esfuerzo uniaxial se ha identificado, la determinación de los esfuerzos en la
zona elástica se realiza análogamente a la forma en la que se desarrolla la prueba de tensión según la
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Norma ASTM-E8. La figura 2 muestra la forma en la que se puede visualizar el estado de esfuerzo
uniaxial que actúa sobre todos los elementos de la pieza para la prueba de tensión.
Al comparar los estados de esfuerzo de las piezas en las figuras 1 y 2, podemos ver que son iguales
según su elemento diferencial, por lo que podemos deducir que el cálculo de dichos esfuerzos en el rango
elástico se puede realizar de la misma manera en todos los casos. A partir del diagrama esfuerzo vs.
deformación y de la deformación unitaria medida al aplicar una carga específica, se puede determinar el
estado de esfuerzo para dicha carga.
Figura 2.- Probeta sometida a carga axial con su correspondiente diagrama Esfuerzo vs. Deformación
( –  obtenido a partir de la prueba a tensión en la máquina universal.
La técnica experimental se reduce a la medición de la deformación unitaria (, lo cual se hace con la
ayuda de un medidor de deformaciones y galgas extensométricas. Con esta medición y conociendo la
definición del módulo de elasticidad (E), la fórmula para calcular experimentalmente el esfuerzo se define
de la siguiente forma:
 = E * 

Esta fórmula es la aplicación de la Ley de Hooke para un estado de esfuerzo uniaxial, sin embargo el
cálculo matemático involucra el acomodo que se hace de las galgas extensométricas y la cantidad de
mediciones simultáneas que se realizan durante el experimento.
MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR





Probeta de aluminio de sección transversal rectangular. E=0.71 E6 kg/cm2, =0.33
Medidor Vernier
Medidor de deformaciones
Máquina Universal UNITED
Galgas extensométricas
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ANOTACIONES (10 pts.)
Deformación unitaria
(cm/cm)
Carga
(Kg)
¼ puente
½ puente

1 puente
80
100
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CÁLCULOS (10 pts.)
RESULTADOS (25 pts.)

Carga
(Kg)

(kg/cm2)
¼ puente
½ puente
1 puente
% error
(kg/cm2)
80
100
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DISCUSIÓN DE RESULTADOS (10 pts.)
PREGUNTAS (15 pts.)
1. ¿Cuáles son las ventajas y las desventajas de realizar diferentes tipos de conexión? (1/4 puente, 1/2
puente, puente completo)
2. Si tuviera dos probetas de las mismas dimensiones pero de diferente material, ¿se obtendrían
esfuerzos diferentes con las mismas cargas? Justifique su respuesta para el esfuerzo experimental y para
el esfuerzo analítico.
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3. ¿Por qué la técnica experimental de esta práctica solamente es aplicable durante la deformación
elástica?
CONCLUSIONES (10 pts.)
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