PRACTICA No. 2 ENSAYO DE COMPRESION -OBJETIVO

PRACTICA No. 2 ENSAYO DE COMPRESION
-OBJETIVO
Comprender la metodología del ensayo a compresión, interpretar los resultados obtenidos,
y calcular las propiedades del material. Asimismo, se analizará la resistencia a la flexión de
los materiales comúnmente usados en ingeniería.
-INTRODUCCIÓN
La resistencia de un material depende de su capacidad para soportar una carga sin
deformación excesiva o falla. Esta propiedad es inherente al material mismo y debe
determinarse por experimentación. Entre las pruebas más importantes esta la de
compresión. Aunque con esta prueba puede determinarse muchas propiedades mecánicas
importantes de un material, se utilizan principalmente para determinar la relación entre el
esfuerzo normal promedio y la deformación normal unitaria en muchos materiales
utilizados en ingeniería, sean de metal, cerámica, polímeros o compuestos. Para llevar a
cabo esta prueba se prepara un espécimen o probeta de forma o tamaño estándar y se le
aplica una fuerza compresiva que contrae a la probeta a lo largo de la dirección de la fuerza.
Se recomienda lo siguiente:
Antes de colocar la probeta en la máquina universal (ver figura 2), se mide con el
calibrador vernier sus dimensiones iniciales (longitud y diámetro).
Enseguida, se coloca la probeta en la máquina, debe tenerse cuidado para lograr el centrado
(la alineación de la probeta y de los platos de apoyo en la máquina). Baje el cabezal fijo de
la máquina hasta tocar ligeramente a la probeta con los platos, y proceda a aplicar la carga
con una velocidad conveniente al material de que se trate.
Para los materiales quebradizos debe realizarse cuidadosamente el ensayo, ya que al ocurrir
la fractura pueden “saltar” las partes fracturadas. Para los materiales dúctiles en los cuales
no ocurre ese fenómeno, la carga última o máxima que se aplique a la probeta se hará a
criterio de la persona que realiza el ensayo. En la figura 1 se muestran los tipos de fracturas
que pueden ocurrir:
Falla dúctil
Falla frágil
Figura 1. Tipos de fractura observados en una muestra sometida a cargas de compresión.
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-EQUIPO O MATERIAL REQUERIDO
 Máquina universal de pruebas,
 Calibrador vernier,
 Plato de compresión para aplicación de carga
 Computadora interconectada a la maquina universal
.
Las ecuaciones 1 y 2 se utilizan para calcular el esfuerzo de compresión y la deformación,
respectivamente. Por convención, una fuerza de compresión se considera negativa y, por
tanto, produce un esfuerzo negativo.
σ=
ε=
F
A0
li − l o ∆l
=
lo
lo
(1)
(2)
Nótese que l0 es mayor que li, por lo que las deformaciones de compresión calculadas a
partir de la ecuación 2 son negativas.
Figura 2. Experimento de compresión realizado en la máquina de pruebas univeersales.
-DESARROLLO DE LA PRÁCTICA
1. Calibre la maquina universal.
2. Encienda la computadora y cargue el sistema operativo.
3. Elija el tipo de programa y los parámetros de operación para la prueba.
4. Coloque la probeta en los platos.
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5. Proporcione al programa las dimensiones de la probeta y los parámetros de operación
restantes.
6. Inicie la prueba. La curva del material comenzará a formarse en la pantalla.
7. Al concluir el experimento, registre los resultados obtenidos.
8. Repita la prueba para otros materiales.
- EVALUACIÓN Y RESULTADOS
Después de realizar el ensayo de compresión, registre los datos obtenidos de esfuerzo y
deformación en la tabla que se proporciona y posteriormente construya la grafica de
esfuerzo-deformación para los tres tipos de materiales.
Datos
Muestra 1
Muestra 2
Muestra 3
Unida
des
Diámetro
(D)
Longitud (L)
Área (A)
FYLD
FMAX
FBRK
σYLD
σMAX
σBRK
-ANALISIS DE RESULTADOS
El análisis de resultados es uno de los aspectos más importantes al realizar un reporte. A
partir de los resultados obtenidos, discuta lo siguiente de manera individual:
1.- ¿Cuál de los materiales estudiados es el más frágil? ¿Por qué?
2.- ¿Cuál de los materiales es el más dúctil? ¿Por qué?
3.- ¿En cuál de los casos se requirió una mayor carga para generar la ruptura? ¿A qué se
debe lo anterior?
4.- ¿Qué diferencias observa en la fractura generada en cada probeta? ¿A qué se debe el
cambio de apariencia en la zona con fractura?
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-PARAMETROS DE CALIFICACION
CRITERIOS DE
EVALUACION
%
Reporte de la practica
40
Presentación de la
practica
10
Análisis de resultados
30
Discusión de
resultados
20
-REFERENCIAS
1. Ensaye e inspección en los materiales Autor : Davis ,Troxell Y Wiskocil Editorial:.
C.E.C.S.A.
2. ASTM. Handbook Volumen 3.01, 8.01, 15.01 Estándar E9
3. Resistencia de los materiales Autor: Beer Y Johnston Editorial: Mc Graw-Hill
4. ASTM HANDBOOK Vol 8 Pruebas mecánicas ASM
5. Materiales de ingeniería y su aplicaciones, Autor: Flinn/Trojan, Edit: Mc Graw Hill.
6. Ciencia e ingeniería de los materiales, Autor: Donald Askeland, Edit: Grupo editorial
iberoamericano.
7. James M. Gere, Mecanics of Materials, Cengage Learning, Stamford, CT, USA, 2009. 2.
Milton Ohring, engineering material science, Academic Press Inc., San Diego, California,
1995.
8. Deborah D.L. Chung, Applied Materials Science, CRC Press, Boca Raton, Florida,
2001.
9. William D. Callister, Jr., Materials Science and Engineering: Introduction, John Wiley
& Sons, Inc., New York, NY, 2007.
10. Brian S. Mitchell, an introduction to materials engineering and science for chemical
and materials engineers, a john wiley & sons, inc., publication, Hoboken, New Jersey,
2004.
11. Michael Ashby, Hugh Shercliff and David Cebon, Materials Engineering, Science,
Processing and Design, Butterworth-Heinemann, Burlington, MA, 2007.
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