Compresion

Objetivo del ensayo : Determinar experimentalmente las propiedades mecánicas (límites de proporcionalidad (elasticidad) y fluencia) para tres materiales de construcción de máquinas, para el caso de solicitación a compresión. Observar la falla a compresión en una probeta de madera.
1) Marco teórico:
Como desde el punto de vista de la Resistencia de Materiales, el ensayo de compresión ytracción, son el mismo caso de solicitación, nos referiremos, para el marco teórico al primer ensayo de tracción. Citaremos a continuación un párrafo, considerado clásico, del libro de Harmer E. Davis [1], sobre algunas limitaciones especiales del ensayo de compresión a las cuales se debe dirigir la atención:
“1. La dificultad de aplicar una carga verdaderamente concéntrica o axial.
2. El carácterrelativamente inestable de este tipo de carga en contraste con la carga tensiva (entiéndase tracción). Existe siempre una tendencia al establecimiento de esfuerzos flexionantes (no existen esfuerzos flexionantes, entiéndase: cargas flexionantes) ya que el efecto de las irregularidades de alineación accidentales dentro de la probeta se acentúa a medida que la carga prosigue.
3. La fricción entre lospuentes de la máquina de ensaye o las placas de apoyo y las superficies de los extremos de la probeta debido a la expansión lateral de ésta. Esto puede alterar considerablemente los resultados que se obtendrían si tal condición de ensayo no estuviera presente.
4. Las áreas seccionales, relativamente mayores de la probeta para ensayo de compresión para obtener un grado apropiado de estabilidad dela pieza. Esto se traduce en la necesidad de una máquina de ensayo de capacidad relativamente grande o probetas tan pequeñas y, por lo tanto, tan cortas que resulta difícil obtener de ellas mediciones de deformación de precisión adecuada.” [Harmer E. Davis]
Se debe Utilizar un apoyo de rótula para aplicar la carga a la probeta. Esta recomendación es tomada del estándar ASTM E9-77. En elLaboratorio se usa un apoyo de rótula similar al mostrado en la [figura 1.] Debe anotarse que desafortunadamente el centro de la esfera, no coincide con el plano de contacto de la probeta y el bloque.
Como el ensayo se realiza sobre probetas de material maleable se debe tener en cuenta que, luego de superado el esfuerzo de fluencia aparecen deformaciones plásticas considerables, esto desemboca enaumentos apreciables de la sección transversal; como resultado, para obtener incrementos iguales de esfuerzo y deformación se deben aplicar incrementos cada vez más grandes de carga; debido a esto el ensayo debe detenerse cuando se agota la reserva de carga aplicable de la máquina de ensayos.
Este ensayo se realiza, como se dijo anteriormente para la determinación de las propiedades mecánicas de algunosmateriales sometidos a compresión y mediante la prueba se deben obtener datos para la construcción del gráfico de esfuerzo contra deformación unitaria ε - σ. Por medio de dicho diagrama se determinan los límites convencionales de proporcionalidad (elasticidad), fluidez y resistencia. Es evidente que es imposible determinar el límite de resistencia de los materiales que no se rompen durante lacompresión (el cual es el caso de nuestras probetas), y por lo tanto nos limitaremos a la determinación de los límites convencionales de proporcionalidad (elasticidad) y fluencia (0,2%), por los mismos métodos gráficos que se usaron en el caso de Tracción.
Variación de los esfuerzos en función de la oblicuidad de una sección (Tomado del libro Elementos de Resistencia de Materiales, Timoshenko S.Young D.H, Págs. 27, 28) “En el caso de tensión axial de una barra prismática el esfuerzo sobre una sección recta mn es uniforme y su magnitud es σ = P/A. Consideremos ahora el estado de tensión sobre una sección transversal oblicua pq que corta a la barra formando un ángulo φ” [ver figura 6] [ Timoshenko S. Young D.H]
Con la sección transversal normal mn. Primero consideremos aislada la porción...